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一、前言老年性和绝经后骨质疏松(原发性骨质疏松)占骨质疏松的85-90%。目前对原发性骨质疏松发病分子机制未完全阐明。全基因组关联性分析(genome-wide association study，GWAS)是基于人的基因组学分析的研究,为骨质疏松症的分子遗传与发病机制研究提供了大量素材,课题组在前期工作中将骨质疏松GWASs数据与转录组学数据结合,筛选出幽灵蛋白家族成员SPTBN1,可能是骨质疏松发生的关键调控分子。SPTBN1是与肌动蛋白交联的骨架蛋白,在癌症、心脏、脑组织等都被证实具有重要的病理生理功能。但其在成骨细胞、破骨细胞、骨血管形成以及骨质疏松症发生中的作用未见报道。因此本文通过在小鼠体内外上调或下调SPTBN1的表达水平,从分子、细胞与整体水平探讨SPTBN1在原发性骨质疏松中的作用及其调控机制,为其治疗提供新靶点。二、目的初步探讨SPTBN1对原发性骨质疏松的影响以及对成骨细胞、骨血管的作用及其调控机制。三、材料与方法1、原发性骨质疏松中SPTBN1表达情况分为老年组(16个月),青年组(3个月),绝经组(去卵巢16周),假手术组,microCT检测其骨微结构,免疫组化检测SPTBN1。2、上调或下调SPTBN1后,原发性骨质疏松小鼠骨微结构、骨内微血管的改变在老年组、绝经组右侧股骨骨髓腔注射沉默SPTBN1的病毒(老年SPTBN1沉默组,绝经SPTBN1沉默组)以下调SPTBN1,或过表达SPTBN1的病毒(老年SPTBN1过表达组,绝经SPTBN1过表达组)以上调SPTBN1,左侧注射对应的阴性对照病毒(老年阴性对照组,绝经阴性对照组),1个月后microCT、HE染色分析骨微结构,或造影剂灌注microCT分析骨内微血管3D图像、血管体积分数和数目的改变。ALP/TRAP染色,免疫组化检测SPTBN1、Runx2、Osx、Ocn,进行成骨细胞不同分化阶段计数分析。3、SPTBN1对成骨细胞数目和分化功能的影响在前成骨细胞系MC3T3-E1中转染沉默SPTBN1的病毒(SPTBN1沉默组)以下调SPTBN1,或过表达SPTBN1的病毒(SPTBN1过表达组)上调SPTBN1,设立阴性对照组,以及空白对照组,加成骨诱导培养基诱导,CCK8检测法和免疫印迹检测SPTBN1、Cycline E1明确增殖活性,流式细胞术和免疫印迹检测SPTBN1、caspase3明确凋亡情况,ALP和茜素红染色明确细胞的分化功能。4、SPTBN1抑制骨质疏松的可能机制经过以上2的处理,免疫组化检测VEGF。经以上3的处理,免疫印迹检测SPTBN1,Smad3,STAT1,TGF-β,ELISA检测细胞上清液Cxc19的表达水平。四、结果1、老年组比青年组,绝经组比假手术组,SPTBN1表达水平下降。2、老年SPTBN1沉默组比老年阴性对照组,绝经SPTBN1沉默组比绝经阴性对照组骨密度下降,骨小梁数目减少,间隙增宽。其次,SPTBN1、Runx2、Osx、Ocn表达减少,ALP染色细胞减少,TRAP染色细胞增多。同时骨内微血管体积分数、血管数目减少,VEGF表达下降。3、老年SPTBN1过表达组比老年阴性对照组,绝经SPTBN1过表达组比绝经阴性对照组骨密度升高,骨小梁数目增多。其次,SPTBN1、Runx2、Osx、Ocn表达增多,ALP染色细胞增多,TRAP染色细胞减少。同时骨内微血管体积分数、血管数目增多,VEGF表达增多。4、与阴性对照组、空白对照组对比,SPTBN1沉默组细胞生长缓慢,凋亡增多,ALP和茜素红染色减少。相反,SPTBN1过表达组细胞生长稍加快,凋亡无明显改变,ALP和茜素红染色增多。5、SPTBN1沉默组TGF-β、Cxc19表达增多,STAT1、Smad3磷酸化增多,相反的,SPTBN1过表达组TGF-β、Cxc19表达减少,STAT1、Smad3磷酸化减少。五、结论SPTBN1可促进成骨细胞增殖与分化,并促进骨内微血管生成进而抑制骨质疏松,这一过程可能与其调控VEGF、TGF-β/Smad3、STAT1/Cxc19的表达相关。