研究背景:全反式维甲酸是维生素A在生物体内的中间代谢产物,其在调节脊椎动物胚胎发生过程的形态形成中起着重要作用。在靶组织中,全反式维甲酸通过激活特定的核受体,调控多种基因的转录而实现维生素A的主要生理功能,包括调节细胞的增殖和分化,维持机体正常免疫功能等。骺板,也被称为生长板,是儿童所特有的结构,也是生长期骨骼的生长发育重要部位。骺软骨细胞的增殖、肥大、凋亡等一系列事件决定着骨骼纵向生长潜能,当骺板因各种内外因素损伤后,儿童成年后的身高将受到影响,还有可能出现畸形;另外由于儿童机体机能尚未完善,所以在器官发育过程中易受到药物的影响。随着人们生活水平的不断提高,维生素A缺乏的情况在高速发展中的国家已经明显得到改善,而维生素A过量的情况却悄然而至。从临床使用角度来看,目前不经专业人士指导下而预防性补充维生素A强化品或鱼肝油(主要成分是维生素A和维生素D)的现象日益增多。本实验探究体外高浓度全反式维甲酸对SD大鼠骺软骨细胞生物学行为和功能的影响,以及探究在过量全反式维甲酸灌胃后SD大鼠体内胫骨生长板和脑、心、肺、肝、肾、脾等器官的情况,以期望提高对维生素A及全反式维甲酸治疗的相关认识,对其临床应用提供新的思路,也为今后的研究提供有价值的研究资料。第一部分 全反式维甲酸对骺软骨细胞生物学行为及其功能影响的研究目的:探讨体外高浓度全反式维甲酸(all-trans retinoic acid,atRA)对SD大鼠生长板软骨细胞增殖、形态、凋亡、迁移和功能的影响以及SD大鼠体内过量atRA对SD大鼠胫骨生长板的影响。方法:以SD大鼠骺软骨细胞为研究对象,atRA为干预因素,采用CCK-8、细胞流式术、HE染色、Annexin V-FITC细胞凋亡流式检测术、Hoechst染色、细胞划痕、Transwell实验分别评估atRA处理后细胞的增殖、周期、形态、凋亡及迁移情况,Western-blot检测蛋白聚糖、Ⅱ型胶原、X型胶原相关功能蛋白的变化;以3周雄性SD大鼠为实验对象,随机分为对照组、40 mg/kg·d-1 atRA组、60 mg/kg·d-1 atRA组、80 mg/kg·d-1 atRA组,进行10天连续atRA灌胃处理,测量每只SD大鼠灌胃第1天、第10天的头尾长,处理10天后对胫骨生长板进行HE染色。结果:高浓度atRA作用SD大鼠骺软骨细胞后,增殖能力减弱且SD大鼠骺软骨细胞的周期被阻滞在S期(P<0.01);细胞形态由三角形、多边形变为长条状;凋亡的发生增多(P<0.01);迁移能力受到抑制(P<0.05);Western-blot结果显示蛋白聚糖、Ⅱ型胶原、X型胶原功能相关蛋白较对照组表达均明显降低(P<0.01)。在SD大鼠体内进行atRA灌胃处理后,与对照组比较,60 mg/kg·d-1 atRA组和80 mg/kg·d-1 atRA 组的头尾长均变短(P<0.01),40 mg/kg·d-1 atRA组头尾长无统计学意义;胫骨生长板HE染色显示,atRA处理组的生长板总厚度变窄甚至闭合,增殖带和肥大带在一定程度上变窄。结论:本研究证实了体外高浓度全反式维甲酸能够对SD大鼠骺软骨细胞的增殖、迁移起抑制作用,同时能够诱导凋亡,降低相关功能蛋白的表达,也在SD大鼠体内证实过量全反式维甲酸可影响生长板的正常生长发育,最终使生长板部分或全部的提前闭合进而影响SD大鼠身长的增长。第二部分 全反式维甲酸对生长发育期SD大鼠实质器官损伤的初步研究目的:初步探究体内过量全反式维甲酸(all-trans retinoic acid,atRA)对生长发育期SD大鼠的脑、心、肺、肝、肾和脾的影响。方法:以48只3周雄性SD大鼠为实验对象,随机分为对照组和三个实验组(atRA剂量分别为40、60、80 mg/kg·d-1),每组12只,进行连续10天atRA灌胃处理,记录SD大鼠每日体重,于灌胃第10天解剖称量各器官的重量以及计算脏器指数,然后对各器官进行HE染色。结果:atRA灌胃后,与对照组比较,40 mg/kg·d-1 atRA组肾指数升高,体重变化无统计学意义;60 mg/kg·d-1 atRA组体重降低,心、肾指数升高,脾脏重量降低;80 mg/kg·d-1atRA组体重明显降低,脑、心、肾指数升高,脑、脾重量降低;HE染色显示,与对照组比较,atRA处理组的肺泡壁增厚,肾小管上皮细胞有空泡样改变,脾脏红髓出现较多巨噬细胞,而大脑、肝脏、心肌无明显组织学变化。结论:本研究初步证实了体内过量全反式维甲酸能够对生长发育期SD大鼠的肺、肾和脾有一定的损伤作用。