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第一部分肥胖合并雌激素缺乏诱导骨丢失小鼠模型的建立与评价目的:本研究拟给予双侧卵巢切除术（Ovariectomy,OVX）后的小鼠高脂饮食（High-fat diet,HFD）喂养,建立肥胖合并雌激素缺乏模型,通过组织学、Micro-CT以及生物力学等方法观察并评价当肥胖合并雌激素缺乏时小鼠骨量、骨微结构及骨骼生物力学的变化。方法:将32只3月龄雌性C57BL/6小鼠随机分为四组（每组8只）:1)Sham组:行假手术并予标准维持饲料;2)HFD组:行假手术并予高脂饲料;3)OVX组:行双侧卵巢切除术并予标准维持饲料;4)OH组:行双侧卵巢切除术并予高脂饲料。所有小鼠术后8周进行安乐死。使用ELISA法检测小鼠血清中相关血清标志物;HE染色观察小鼠脂肪及骨组织改变;Micro-CT对小鼠胫骨骨组织微结构参数进行分析;使用电子万能试验机进行三点弯曲试验评估小鼠股骨的机械性能。结果:实验动物一般情况显示:HFD组及OVX组小鼠体重、内脏脂肪重及BMI%均显著高于Sham组（P＜0.05）,而同时给予HFD的OVX小鼠（OH组）上述参数均显著高于HFD组及OVX组（P＜0.05）;ELISA分析结果显示:OH组小鼠出现明显的糖脂代谢紊乱及胰岛素抵抗,相较于Sham组,HFD组及OVX组小鼠血糖、胰岛素、TG及LDL出现异常升高,但升高幅度未及OH组,OH组小鼠血糖、TG及LDL显著高于Sham组、HFD组和OVX组（P＜0.05）,CTX-I在OH组小鼠血清中被检测到显著高于Sham组与HFD组（P＜0.05）,OH组小鼠血清IL-1β显著高于Sham组（P＜0.05）;组织学分析结果显示:相比于Sham组,HFD组、OVX组及OH组小鼠内脏脂肪横截面积均显著增大（P＜0.05）,OH组小鼠骨小梁稀疏,骨髓脂肪细胞浸润明显,其脂肪面积与骨髓面积比显著高于Sham组、HFD组和OVX组（P＜0.05）,OH组小鼠破骨细胞分化活跃,其每骨小梁表面破骨细胞数显著高于Sham组与HFD组（P＜0.05）;Micro-CT分析结果显示:与Sham组相比,OH组BMD、BV/TV、TB.N、Ct.Th及Ct.Ar/Tt.Ar显著降低,Tb.Sp及SMI显著升高（P＜0.05）;Spearman等级相关分析发现,BMD和血糖（r=-0.496,P＜0.001）、LDL（r=-0.467,P＜0.001）、IL-1β（r=-0.275,P=0.040）和骨髓脂肪细胞比之间呈显著负相关（r=-0.663,P＜0.001）。第二部分辛伐他汀联合运动对肥胖合并雌激素缺乏小鼠骨量及生物力学性能的影响研究目的:本研究拟通过给予OVX后的小鼠HFD喂养,建立肥胖合并雌激素缺乏OP模型,并使用辛伐他汀、运动以及辛伐他汀联合运动三种方案对OP小鼠进行干预,观察并评价不同干预手段对肥胖合并雌激素缺乏OP小鼠骨量、骨微结构及骨骼生物力学的影响。方法:将40只3月龄雌性C57BL/6小鼠随机分为五组（每组8只）:1)Sham组:行假手术并予标准维持饲料;2)OH组:行双侧卵巢切除术并予高脂饲料;3)OH+E组:OH组模型建立后后运动干预（15m/min,30min/d）;4)OH+S组:OH组模型建立后辛伐他汀干预（10mg/kg/day）;5)OH+SE组:OH组模型建立后联合运动与辛伐他汀干预。使用HE染色观察小鼠脂肪及骨组织改变;Micro-CT对小鼠胫骨骨组织微结构参数进行分析;使用电子万能试验机进行三点弯曲试验评估小鼠股骨的机械性能。结果:实验动物一般情况显示:OH组小鼠体重显著高于Sham组（P＜0.05）,OH+S组小鼠体重较OH组显著降低（P＜0.05）,但其仍与Sham组有统计学差异,当使用运动联合辛伐他汀干预时,OH+SE组小鼠体重显著降低（P＜0.05 vs.OH）,与Sham组无统计学差异。内脏脂肪重量数据与体重数据类似。此外,OH组BMI显著高于Sham组,联合干预的OH+SE组较OH组BMI显著降低（P＜0.05）;组织学分析结果显示:辛伐他汀的单独干预可显著减小脂肪横截面积,但OH+S组与Sham组仍有统计学差异（P＜0.05）,OH+SE组小鼠脂肪横截面积显著低于OH组,且与Sham组无统计学差异,各组小鼠松质骨区域HE染色显示,三种干预对骨髓脂肪细胞的异常分化均有显著抑制作用（P＜0.05）,OH+SE组脂肪细胞比下降趋势较OH+E或OH+S组更为明显,骨小梁TRAP染色显示,单独运动和单独辛伐他汀干预无法有效降低破骨细胞的分化,而联合干预的OH+SE组小鼠破骨细胞数量较OH组显著降低（P＜0.05）,且与Sham组无统计学差异;Micro-CT分析结果显示:单独运动和单独辛伐他汀灌胃可有效增加小鼠骨量,但仍无法使其稳定于Sham组骨量水平,联合干预显示出更为有效的骨组织保护效应,无论是针对松质骨还是皮质骨。与OH组相比,OH+SE组小鼠BMD、BV/TV、Tb.N、Ct.Th及Ct.Ar/Tt.Ar显著升高,SMI显著降低（P＜0.05）;生物力学分析结果显示:OH+S及OH+SE组小鼠最大载荷与屈服载荷较OH组显著升高,OH+SE组小鼠屈服位移较OH组显著提升（P＜0.05）。第三部分辛伐他汀联合运动延缓肥胖合并雌激素缺乏小鼠骨组织退变作用机制的研究目的:本研究拟通过体内和体外实验,观察使用辛伐他汀和运动干预对OP小鼠骨代谢的影响,进一步探索辛伐他汀联合运动延缓肥胖合并雌激素缺乏小鼠骨组织退变作用机制。方法:将40只3月龄雌性C57BL/6小鼠随机分为五组（每组8只）:1)Sham组:行假手术并予标准维持饲料;2)OH组:行双侧卵巢切除术并予高脂饲料;3)OH+E组:OH组模型建立后后运动干预（15m/min,30min/d）;4)OH+S组:OH组模型建立后辛伐他汀干预（10mg/kg/day）;5)OH+SE组:OH组模型建立后联合运动与辛伐他汀干预。使用ELISA法检测小鼠血清中相关血清标志物;使用免疫组织化学染色检测骨保护素（Osteoprotegerin,OPG）、核因子κB受体激活因子配体（Receptor activator of nuclear factor kappa-Βligand,RANKL）、I型胶原蛋白（Collagen-I,Col-I）、Runt相关转录因子2（Runt-related transcription factor 2,RUNX2）、骨钙素（Osteocalcin,OCN）的蛋白表达;使用Real-Time PCR检测OPG、RANKL、OCN以及过氧化物酶体增殖物激活受体-γ（Peroxisome proliferator-activated receptor-γ,PPARγ）基因的表达;对小鼠骨髓间充质干细胞（Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）进行提取及成骨诱导培养,并通过ALP染色和茜素红染色观察各组小鼠成骨细胞分化情况。结果:ELISA分析结果显示:单独运动干预可显著降低血清葡萄糖水平,但对其他生化指标无显著影响,单独辛伐他汀干预的对代谢的影响略强于运动干预,与OH组相比,OH+S组小鼠血糖、TG及CTX-I水平显著降低（P＜0.05）,但部分指标与Sham组仍有统计学差异,联合干预组效果要更为显著,OH+SE组相较于OH组,血糖、胰岛素、TG、CTX-I及IL-1β水平显著降低（P＜0.05）;免疫组织化学染色分析结果显示:OH组OPG、COL-I、RUNX2及OCN表达水平显著低于Sham组（P＜0.05）,OH+E组与OH+S组OPG、COL-I、RUNX2水平均具有升高趋势,但无显著差异,联合干预的OH+SE组OPG、COL-I、RUNX2表达显著高于OH组（P＜0.05）,OH组RANKL表达水平显著高于Sham组（P＜0.05）,单独辛伐他汀灌胃干预显著降低了RANKL的表达,但与Sham组相比仍有显著差异,OH+SE组RANKL表达显著低于OH组（P＜0.05）,此外,单独辛伐他汀干预（OH+S组）及联合辛伐他汀与运动干预（OH+SE组）均可显著增强OCN表达水平（P＜0.05）,且与Sham组无统计学差异;RT-PCR分析结果显示:小鼠股骨中OPG m RNA在OH组表达含量显著降低（P＜0.05 vs.Sham）,联合干预的OH+SE组OPG含量较OH组显著升高（P＜0.05）,OCN m RNA的表达在OH及所有干预组的表达较Sham组都显著增强（P＜0.05）,OH+SE组OCN m RNA表达水平显著高于OH组（P＜0.05）,OH组小鼠股骨的RANKL m RNA及PPARγm RNA水平较Sham组显著升高,辛伐他汀和运动的联合干预可显著降低上述两个基因的表达,相较于OH组,OH+SE组RANKL m RNA及PPARγm RNA表达水平显著降低（P＜0.05）;BMSCs成骨诱导分析结果显示:与Sham组相比,OH组的BMSCs在成骨诱导后ALP表达水平显著降低（P＜0.05）,单独运动无法提高ALP的表达,单独辛伐他汀干预使OH+S组ALP阳性面积显著高于OH组（P＜0.05）,但与Sham组相比差异仍然显著,使用联合干预的OH+SE组ALP表达水平显著升高（P＜0.05 vs.OH）,与Sham组相比,OH组的BMSCs在成骨诱导后钙结节含量显著降低（P＜0.05）;单独运动及单独辛伐他汀干预使OH+E组与OH+S组钙结节阳性面积显著升高（P＜0.05 vs.OH）,但与Sham组相比差异仍然显著,与OH组相比,使用联合干预的OH+SE组钙结节平均面积显著升高（P＜0.05）,且与Sham组无统计学差异。结论:1.肥胖与雌激素缺乏均可在一定程度上破坏骨重塑的平衡。而当肥胖与雌激素缺乏两种病理状态并存时,可引起更为严重的糖脂代谢紊乱、加剧骨转换以及提高炎性因子水平,从而进一步造成骨代谢异常,最终使得骨量降低、骨微结构破坏和骨生物力学性能改变,诱发更为严重的OP。2.辛伐他汀和运动干预对OP均有一定治疗效果,但对于严重的OP,无法有效抑制病程的进展。而辛伐他汀与运动的联合干预可以显著降低骨髓细胞异常脂肪分化和破骨细胞生成,并能提升OP小鼠骨量,改善骨微结构,提升其抗骨质疏松性骨折的能力,对由肥胖和雌激素缺乏并存所诱发的OP具有显著的改善作用。3.辛伐他汀与运动的联合干预可以显著改善OP小鼠糖脂代谢和炎症状态,提升OPG、COL-I、RUNX2和OCN的表达水平并降低RANKL和PPARγ水平。此外,联合干预还能促进OP小鼠BMSCs向成骨细胞的分化。因此,辛伐他汀联合运动可能是防治肥胖合并雌激素缺乏引起严重的OP的一种理想的替代疗法。