CKIP-1對小鼠股骨不同結(jié)構(gòu)影響的研究.pdf

1、背景：
　　骨質(zhì)疏松癥是目前公認的一種常見的慢性、衰老相關(guān)性骨骼疾病。在我國，影響著將近1億多人的身體健康和生活質(zhì)量，其涉及的人群廣、發(fā)病率高，但是治療效果并不令人十分滿意。同時，骨質(zhì)疏松與口腔頜面外科、口腔種植、口腔修復以及牙周病等多個學科聯(lián)系密切。無論是骨質(zhì)疏松、骨折、口腔修復、種植等疾病的治療，對其骨量和骨質(zhì)都有一定的要求，如何更好的提高骨量同時能夠改善骨質(zhì)對于骨質(zhì)疏松等骨疾病的治療有重要的意義。近年來興起的基因治療為骨質(zhì)疏

2、松疾病的康復帶來了希望。同時，越來越多的相關(guān)基因也被重視起來，包括CKIP-1等基因。
　　CKIP-1（Casein Kinase-2 Interaction Protein-1）近幾年被發(fā)現(xiàn)是骨形成的負調(diào)控基因。于2008年Nature Cell Biology報道CKIP-1基因敲除小鼠可以正常出生，其骨形成速率、骨量和骨礦密度顯著增高。但CKIP-1對骨組織不同結(jié)構(gòu)（松質(zhì)骨、皮質(zhì)骨、軟骨）是如何影響的，尚未見報道。

3、　　目的：
　　本實驗通過CKIP-1基因敲除小鼠，對同窩同性別小鼠股骨進行比較，通過Micro-CT掃描、組織學染色和免疫組化等實驗方法，對比觀察CKIP-1基因敲除小鼠與野生型小鼠股骨不同結(jié)構(gòu)（松質(zhì)骨、皮質(zhì)骨、軟骨）之間影響的差異。為進一步認識該基因在骨形成和骨質(zhì)疏松等骨疾病治療中的作用提供實驗依據(jù)。
　　方法：
　　1、通過野生型（WT）與CKIP-1基因敲除（KO）小鼠飼養(yǎng)繁殖，在第12周分別對8對同窩雄性WT

4、和KO小鼠股骨的松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨進行Micro-CT三維掃描分析與H&E染色，比較兩組小鼠股骨松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨骨量的差異。
　　2、通過麗春紅三色染色，比較WT和KO小鼠股骨松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨中膠原含量總量的差異；通過天狼猩紅染色，比較WT和KO小鼠股骨松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨I型膠原占總膠原含量的比例的差異。
　　3、通過麗春紅三色染色，比較WT和KO小鼠股骨軟骨的差異。通過番紅O染色比較WT和KO小鼠股骨軟骨含量的差異。
　　4、通

5、過甲苯胺藍染色，比較WT和KO小鼠股骨松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨新生骨骨量與成骨細胞數(shù)量的差異。通過四環(huán)素-鈣黃綠素雙熒光標記，比較WT和KO小鼠股骨松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨骨礦化沉積率(MAR)的差異。
　　5、通過TRAP染色，比較WT和KO小鼠股骨生長板（GP），松質(zhì)骨（TB）以及皮質(zhì)骨（CB）部位破骨細胞數(shù)量的差異。
　　6、通過免疫組化染色，比較WT與KO小鼠股骨中CKIP-1、經(jīng)典WNT信號通路激活標記物Axin2、成骨分化標記蛋白C

6、OL I的分布及表達量的差異。
　　結(jié)果：
　　1、松質(zhì)骨Micro-CT結(jié)果分析顯示，KO組骨體積分數(shù)（BV/TV）、骨小梁數(shù)量（Tb.N）和骨小梁厚度（Tb.Th）分別比WT組增加了3.9％、0.7（1/mm）、5.3×10-3（mm）；骨表面積與骨體積比（BS/BV）、骨小梁分離度（Tb.Sp）分別比WT組降低了24.4（1/mm）、0.04（mm）。皮質(zhì)骨Micro-CT結(jié)果分析顯示， KO組皮質(zhì)骨面積(Ct.Ar)

7、、皮質(zhì)骨內(nèi)徑周長(Ct.Id.Pm)、皮質(zhì)骨外徑周長(Ct.Od.Pm)、皮質(zhì)骨厚度(Ct.Th)、皮質(zhì)骨體積（Ct.BV）與WT組相比均無顯著性差異。H&E染色結(jié)果分析顯示，KO組骨小梁面積（Tb.Ar）、骨小梁數(shù)量（Tb.N）、骨小梁寬度（Tb.Wi）分別比WT組增加了4.35％、0.7（1/mm）、5×10-3（mm）；KO組骨小梁分離度（Tb.Sp）比WT組降低了0.06（mm）；KO組皮質(zhì)骨厚度(Ct.Th)與WT組相比無顯著

8、性差異，HE染色結(jié)果與Micro-CT分析結(jié)果趨勢一致。
　　2、松質(zhì)骨麗春紅三色染色結(jié)果分析顯示，KO組膠原總量（Tb.Col.Ar）比WT組增加了3.7％；皮質(zhì)骨麗春紅三色染色結(jié)果分析顯示，KO組膠原總量（Ct.Col.Ar）無顯著性差異。天狼猩紅染色結(jié)果分析顯示，KO組松質(zhì)骨中I型膠原占總膠原含量的比例（Tb.Col I）、皮質(zhì)骨中I型膠原占總膠原含量的比例（Ct.Col I）與WT組相比均無顯著性差異。
　　3、軟骨

9、麗春紅三色染色結(jié)果分析顯示，KO組軟骨含量與WT組相比呈下降趨勢。軟骨番紅O染色結(jié)果分析顯示，KO組軟骨含量（Cl.Ar）比WT組降低了0.04（mm2）。
　　4、松質(zhì)骨甲苯胺藍染色結(jié)果分析顯示，KO組的新生骨骨量與WT組相比呈增加趨勢；KO組成骨細胞數(shù)量（Tb.Ob.N）比WT組增加了近一倍。皮質(zhì)骨甲苯胺藍染色結(jié)果分析顯示，KO組成骨細胞數(shù)量（Ct.Ob.N）與WT組相比無顯著性差異。松質(zhì)骨四環(huán)素-鈣黃綠素雙熒光標記結(jié)果分析顯

10、示，KO組骨礦化沉積率（Tb.MAR）比WT組增加了1.7（μm/天）。皮質(zhì)骨四環(huán)素-鈣黃綠素雙熒光標記結(jié)果分析顯示，KO組骨礦化沉積率（Ct.MAR）與WT組相比無顯著性差異。
　　5、TRAP染色結(jié)果分析顯示，生長板、松質(zhì)骨、皮質(zhì)骨部位的破骨細胞數(shù)量，在兩組之間未見顯著性差異。
　　6、免疫組化染色結(jié)果分析顯示，KO組CKIP-1蛋白表達為陰性，WT組表達為陽性。KO組松質(zhì)骨Axin2蛋白平均光密度值Axin2.Tb.M

11、OD比WT組增加了0.013；皮質(zhì)骨部位兩組表達均為陰性。KO組松質(zhì)骨COL I蛋白平均光密度值COL I.Tb.MOD比WT組增加了0.01，KO組皮質(zhì)骨COL I蛋白平均光密度值COL I.Ct.MOD與WT組相比無顯著性差異。
　　結(jié)論：
　　CKIP-1負調(diào)控骨質(zhì)骨量變化，可能是其表達降低后通過促進成骨細胞分泌膠原總量和加快軟骨骨化速率，從而促進松質(zhì)骨的骨形成效果，而該基因不影響皮質(zhì)骨和破骨相關(guān)的骨吸收作用，為應用該

12、基因治療OP選擇臨床適應癥提供了理論依據(jù)。具體結(jié)論如下：
　　1、CKIP-1基因可負調(diào)控松質(zhì)骨骨量的變化，而對皮質(zhì)骨骨量的變化幾乎無影響。
　　2、CKIP-1基因可負調(diào)控松質(zhì)骨膠原總量，但對I型膠原占總膠原含量的比例的變化幾乎無影響。對皮質(zhì)骨膠原總量和I型膠原占總膠原含量的比例的變化幾乎無影響。
　　3、CKIP-1基因可正調(diào)控軟骨骨量。猜測：CKIP-1敲除后加快了軟骨骨化速率。
　　4、CKIP-1基因可