TNF-α對飲食誘導(dǎo)肥胖大鼠骨折愈合的影響.pdf

1、目的：
　　隨著人類生活水平的不斷提高，人類飲食習(xí)慣及生活、工作方式的改變，導(dǎo)致肥胖引起的代謝綜合征呈現(xiàn)逐年上升趨勢[1]。這樣以來，單純由肥胖所導(dǎo)致的并發(fā)癥及死亡率總體上呈上升趨勢[2]。肥胖狀態(tài)可以導(dǎo)致一些慢性疾病的發(fā)生，這些疾病多數(shù)與慢性炎癥相關(guān)。肥胖也逐漸被認(rèn)為是一種慢性炎癥。然而首次把炎癥與肥胖聯(lián)系起來的，是Hotamisligil[3]等在研究中發(fā)現(xiàn)在脂肪組織中有TNF-α(Tumor Necrosis Factor-

2、α，腫瘤壞死因子-α)的表達(dá)，在肥胖者中TNF-α的水平明顯升高。實(shí)驗(yàn)證明，脂肪組織的慢性炎癥是聯(lián)系肥胖和代謝類疾病(如胰島素抵抗和二型糖尿病)的關(guān)鍵所在[4]。骨折的愈合過程中是正常生理性炎癥在發(fā)揮積極作用。大部分正常的生理性炎癥反應(yīng)對機(jī)體是有益的，是機(jī)體重要的防御反應(yīng)。由于細(xì)菌入侵或其它因素導(dǎo)致的慢性炎癥反應(yīng)，對機(jī)體是有害的，骨折愈合也受到不同程度的影響。由感染導(dǎo)致的慢性持續(xù)性炎癥可以刺激破骨細(xì)胞，從而對骨折愈合造成影響。但是，目前

3、慢性炎癥對成骨細(xì)胞的分化及形成的影響卻研究卻較少，特別是在肥胖狀態(tài)下的慢性炎癥對骨折愈合的影響，目前國內(nèi)外研究較缺乏，而此類研究卻對指導(dǎo)臨床實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)意義。TNF-α在一定程度上抑制了成骨細(xì)胞，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)已得到證實(shí)。但是TNF-α對成骨細(xì)胞的抑制作用機(jī)理尚不明確，而且關(guān)于此類研究的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)較為罕見。BMP-Smad通路在成骨細(xì)胞分化誘導(dǎo)中起著至關(guān)重要的作用。BMP-2(Bone Morphogenetic Protein-2 BM

4、P-2)是目前誘導(dǎo)成骨活性最強(qiáng)的骨形態(tài)蛋白家族中的一員。那么，肥胖對骨折愈合的影響，以及慢性炎癥狀態(tài)下產(chǎn)生的炎癥因子TNF-α是否與骨的分化形成中重要轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的Smad1存在相關(guān)性，是我們此次研究的重點(diǎn)。我們開始關(guān)注肥胖帶來的一系列病理生理問題是否會(huì)影響到成骨細(xì)胞的分化，從而影響到骨折愈合過程，目前此方面研究較少，國內(nèi)外尚缺乏相關(guān)研究，這也是本課題的研究意義所在。
　　通過高能量飲食誘導(dǎo)建立肥胖大鼠模型，并觀察骨折愈合過程中的影

5、像學(xué)改變，組織學(xué)改變，骨痂局部成骨細(xì)胞分化標(biāo)志物的變化以及血清中炎癥因子的變化，從而了解炎癥因子TNF-α對骨折愈合過程中BMP-Smad信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中Smad1表達(dá)的影響。
　　方法：
　　選SD(Sprague Dawley)雄性大鼠80只，從中抽取50只作為實(shí)驗(yàn)組，高能量飼料喂養(yǎng)；把抽取后剩余的30只作為對照組，普通飼料喂養(yǎng)。通過對大鼠Lee's指數(shù)的測定，選取出造模成功的實(shí)驗(yàn)鼠。同時(shí)對實(shí)驗(yàn)組及對照組大鼠實(shí)施骨折模型建

6、立，并在隨后的1、2、4、6周，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)每組各取6只大鼠，測量大鼠血清中的TNF-α值，通過X線及病理切片觀察骨折愈合情況，免疫組化測量Smad1的變化。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析TNF-α和Smad1表達(dá)的影響關(guān)系。
　　結(jié)果：
　　肥胖模型造模成功率為64％，影像學(xué)和病理學(xué)結(jié)果同時(shí)顯示，實(shí)驗(yàn)組大鼠的骨折愈合速率整體要慢于對照組；實(shí)驗(yàn)組與對照組TNF-α值總體有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=18.842，P<0.001)，并且實(shí)驗(yàn)組TNF-α值高

7、于對照組；實(shí)驗(yàn)組與對照組Smad1免疫組化OD(Optical Density，光密度值)總體有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=146.593， P<0.001)，實(shí)驗(yàn)組Smad1免疫組化OD值整體要低于對照組；Smad1表達(dá)與TNF-α間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系(Pearsons，r=-0.804，P＜0.001)。
　　結(jié)論：
　　(1)肥胖大鼠的骨折愈合速度要慢于正常大鼠，肥胖可能是造成骨折速度減慢的原因；
　　(2)肥胖組4個(gè)時(shí)間點(diǎn)的血