Mae Osteoporosis Yn Broblem Iechyd Cyhoeddus O Bwys i Boblogaeth sy'n Heneiddio'n Gynyddol yn y Byd
Sep 14, 2022
Cysylltwchoscar.xiao@wecistanche.comam fwy o wybodaeth
Crynodeb:Mae osteoporosis yn broblem iechyd cyhoeddus sylweddol ledled y byd, gydag osteoporosis ôl-fenopos oherwydd diffyg estrogen yn arwain at tua 3/4 o achosion. Yn yr astudiaeth hon, cafodd 18 o famogiaid Merino oed eu hofariectomized, ac roedd 10 yn rheolyddion. Roedd tri o'r mamogiaid ofarectomized yn cael eu trin yn wythnosol gyda 400 mg o methylprednisolone am 5 mis a thri yn cael eu trin yn wythnosol am 2 fis, ac yna 3-mis cyfnod adfer. Ar ôl 2 fis, cafodd pum anifail rheoli a chwe anifail ofariectomized eu ewthaneiddio. Ar ôl 5 mis, roedd yr holl famogiaid a oedd yn weddill yn cael eu ewthaneiddio. Casglwyd samplau arennau post mortem ar gyfer dadansoddiad qPCR o NPT1, PTH1R, NPT2a, NPT2c, Klotho, FGFR1Illc, VDR, CYP24A1, CYP27B1, TRPV5, TRPV6, CalD9k, CalD28k, PMCA, ac NCX1. Roedd gan ddefaid wedi'u hofariectomeiddio lawer mwy o fynegiant VDR o gymharu â grwpiau eraill. Roedd defaid ovariectomized a gafodd eu trin â glucocorticoids am 2 fis ac yna ewthanasia ar ôl 5 mis yn dangos gwahaniaethau sylweddol mewn mynegiant genynnau TRPV5, CYP24A1, a klotho o gymharu â grwpiau eraill. Roedd gwahaniaethau mewn mynegiant klotho yn fwyaf amlwg ar ôl addasu ar gyfer mesurau ailadroddus (p=0.1). Gelwir Klotho yn hormon "gwrth-heneiddio" ac mae'n ymwneud â metaboledd calsiwm a ffosfforws. Gall Klotho fod yn rhan o'r gwaith o adennill dwysedd mwynau esgyrn mewn defaid ofarectomaidd sy'n cael eu trin â glucocorticoidau am 2 fis ac yna ewthanasia ar ôl 5 mis. Argymhellir ymchwil pellach i rôl klotho.
Geiriau allweddol:osteoporosis; defaid; fitamin D; ffosffadu; qPCR; metaboledd calsiwm; metaboledd ffosfforws; klotho
1. Rhagymadrodd
Mae osteoporosis yn fater iechyd cyhoeddus mawr i boblogaeth gynyddol heneiddiol y byd, gan gostio bron i USD 17 biliwn yn 205 i Unol Daleithiau America a rhagwelir y bydd yn tyfu i USD 25 biliwn yn 2025 [1,2]. Mae tua 70-75 y cant o'r baich osteoporosis o ganlyniad i osteoporosis ôl-menopos mewn menywod [1], osteoporosis cynradd lle mae diffyg estrogen yn arwain at lai o esgyrn yn ffurfio a mwy o atsugniad esgyrn, gan arwain at ostyngiad mewn màs esgyrn a breuder esgyrn [3] . Gall osteoporosis hefyd ddigwydd yn eilradd i achosion penodol, megis triniaeth glucocorticoid. Mae'r ddafad yn fodel anifail mawr sydd wedi'i hen sefydlu ar gyfer gwahanol glefydau ysgerbydol dynol, gan gynnwys osteoporosis[4]. Un o fanteision model anifeiliaid mawr, fel y ddafad, yw'r gallu i brofi mewnblaniadau orthopedig, technegau llawfeddygol, a bioddeunyddiau [4] Yn ogystal, mae'r ddafad yn gost gymharol isel, yn hawdd ei thrin, ac mae'n darparu digonedd o ddeunydd i'w brofi. [4,5].
Y modelau defaid mwyaf cyffredin o osteoporosis yw'r defaid 12 mis ar ôl llawdriniaeth wedi'u hofariectomeiddio a'r 6-mis defaid ovariectomized ar ddeiet diffyg calsiwm a fitamin D o gael glucocorticoidau[4]. Trwy ddefnyddio cyfuniad o ffactorau hysbys sy'n achosi osteoporosis gan gynnwys ofariectomi, triniaeth glucocorticoid, a diet calsiwm isel, rydym wedi gallu sefydlu model da o osteoporosis mewn dim ond 5 mis [6,7], gan leihau'r llety, y cyfnod esgor. a chostau porthiant sy'n gysylltiedig â datblygu model. Yn y model hwn, canfuwyd bod ofariectomi yn cynyddu crynodiadau serwm telopeptidau terfynell-C o golagen math I (CTX-I, marciwr atsugniad esgyrn) ac osteocalcin (marciwr trosiant esgyrn) o gymharu â defaid rheoli. Roedd gan ddefaid a gafodd driniaeth glucocorticoid am 2 fis grynodiadau serwm CTX-I uwch a chrynodiadau osteocalcin serwm is. Yn ogystal, roedd dwysedd asgwrn asgwrn cefn femoral a meingefnol a dwysedd mwynau asgwrn cyfeintiol cyfanswm a thrabeciwlar o'r tibia procsimol yn is mewn grwpiau a gafodd eu trin yn arbrofol o'u cymharu â'r grwpiau rheoli, yn enwedig ar gyfer mamogiaid wedi'u trin â glucocorticoid ovariectomized [6]. Canfuwyd hefyd bod metaboledd asid amino a lipid yn cael ei newid mewn defaid ovariectomized a glucocorticoid [7].cistanche wirkungMae newidiadau tebyg hefyd wedi'u canfod mewn modelau osteoporosis defaid eraill [8].
Gall Cistanche gwrth-heneiddio
Nid yw genynnau sy'n ymateb i fitamin D a'r system ffosffatio wedi'u harchwilio o'r blaen mewn modelau defaid ofarictomeiddio. Mae fitamin D, y mae 1,25-dihydroxyvitamin D ohono yn ffurf weithredol, yn y pen draw yn arwain at fwy o grynodiadau calsiwm a ffosfforws ïoneiddiedig plasma trwy rwymo heterodimer derbynnydd X derbynnydd fitamin D (VDR)-retinoid a newid ymadroddion fitaminau niferus. Genynnau sy'n ymateb i D, fel proteinau sy'n rhwymo calsiwm (calbindin D9 a 28k (CalD9k, CalD28k)) a sianeli calsiwm (derbynnydd dros dro darpar sianel cation subfamily V aelod 5 a 6 (TRPV5, TRPV6), calsiwm bilen plasma ATPase (PMCA) , cyfnewidydd sodiwm-calsiwm 1(NCX1)[9] Mae cynhyrchu 1,25-dihydroxyvitamin D yn gam wedi'i reoleiddio'n dynn, lle mae'r lo hydroxylase arennol (CYP27B1) yn cataleiddio'r trosiad o 25-hydroxyvitamin D i 1,25-dihydroxyvitamin D, ac mae'r ensym 24-hydroxylase(CYP24A1) yn torri i lawr 25-hydroxyvitamin D ac 1,25-dihydroxy fitamin D yn sgil-gynhyrchion anactif.cistanche DUMae'r system ffosffatio hefyd yn rheoli crynodiadau plasma ffosfforws a chalsiwm[10]. Y lynchpin yn y system hon yw ffactor twf ffibroblast 23, sy'n cael ei gynhyrchu gan osteocytes mewn asgwrn ac sy'n rheoli crynodiadau ffosfforws plasma yn bennaf trwy rwymo i'r klotho cyd-ffactor i leihau mynegiant cyd-gludwyr sodiwm-ffosffad (NPT1, NPT2a, NPT2c) [11]. Oherwydd effeithiau rhyng-gysylltiedig hormon parathyroid, ac 1,25-dihydroxy fitamin D, mae pennu effeithiau FGF23 ar fetaboledd calsiwm wedi bod yn heriol, ond mae tystiolaeth i awgrymu y gall reoleiddio amsugno calsiwm ac arennol yn y coluddion. adamsugniad calsiwm[12,13].
Mae glucocorticoidau yn cael effeithiau niferus ar fetaboledd calsiwm a ffosfforws, gan gynnwys atal amsugno calsiwm berfeddol, llai o adamsugniad calsiwm tiwbaidd arennol, a llai o adamsugniad ffosfforws arennol [14-16]. Yn ogystal, ychydig o ymchwil sydd wedi archwilio effaith diffyg estrogen ar enynnau sy'n ymateb i fitamin D a'r system ffosffatio [17,18].
Roedd y model osteoporosis hwn o ddeiet ovariectomized calsiwm isel, wedi'i drin â glucocorticoid, yn gyfle i gynhyrchu gwybodaeth ragarweiniol am effeithiau'r triniaethau hyn ar fynegiant genynnau sy'n ymateb i ffosffatio ac sy'n ymateb i fitamin D yn aren y ddafad. Roedd nodau'r astudiaeth hon yn ddeublyg: (1) penderfynu a oedd ofariectomi neu ofariectomi a thriniaeth glucocorticoid wedi newid mynegiant fitamin D a genynnau sy'n gysylltiedig â ffosffatio yn yr aren; (2) pennu'r berthynas rhwng fitamin D arennol a genynnau sy'n gysylltiedig â ffosffatio, fitamin D serwm a marcwyr trosiant asgwrn serwm (CTX-I ac osteocalcin).
2. Defnyddiau a Dulliau
Mae dulliau manwl ar gyfer datblygu'r model osteoporosis o osteoporosis wedi'i drin ovariectomized a glucocorticoid wedi'u cyhoeddi'n flaenorol [6]. Yn gryno, dyrannwyd mamogiaid Merino oed(7-9 mlwydd oed,n{3}}) ar hap yn grwpiau: control(n{4}})ovariectomized (OVX) (n=12), ovariectomized a thriniaeth glucocorticoid (40 mg methylprednisolone trwy chwistrelliad isgroenol) bob mis am 2 fis ac yna dim triniaeth am 3 mis (n{9}}) a thriniaeth glucocorticoid (400 mg methylprednisolone) bob mis am 5 mis (n=3) .bioflavonoids sitrwsRoedd y defaid yn cael eu cadw dan do mewn ysgubor ac yn bwydo diet dwysfwyd pelenni defaid rheoli (115g/kg; 2.2g/dafad y dydd) neu galsiwm isel (5 g/kg calsiwm; 1g/dafad y dydd) [19]. Y gofynion cynnal a chadw ar gyfer mamog nad yw'n feichiog yw 1.2 g/dafad y dydd[19].
Casglwyd samplau gwaed trwy wythïen-bigiad jwgwlaidd 2 fis a 5 mis ar ôl llawdriniaeth. Mesurwyd Osteocalcin gan ddefnyddio pecyn immunoassay Micro Vue Osteocalcin, a CTX-I gan ddefnyddio pecyn ELISA Serum CrossLaps IDS, fel yr adroddwyd yn flaenorol [6]Mesurwyd crynodiadau calsiwm a ffosfforws serwm gan ddefnyddio sbectrophotometreg ar Ddadansoddwr Cemeg Clinigol AU680 (Beckman Coulter, Brea , CA, UDA). Serwm 25-Mesurwyd crynodiad hydroxyvitamin D gan ddefnyddio cromatogram hylif gwanhau isotop; sbectrometreg màs raffi yn yr Endolab, Canterbury Health Laboratories, Christchurch, Seland Newydd.
Ymhen misoedd, cafodd 5 mamog o'r grŵp rheoli a 6 o'r grŵp OVX eu ewthaneiddio a'u necropsi. Ar ôl 5 mis, roedd gweddill y mamogiaid hefyd yn cael eu ewthaneiddio (grŵp rheoli n =5, grŵp OVX n=6, OVX plws 2m glucocorticoids n=3 ac OVX plws 5m glucocorticoids n=5 ) a necropsied. Casglwyd samplau arennau o fewn 30 munud o farwolaeth a'u rhannu'n ddau, gydag un sampl wedi'i gosod mewn fformalin byffer niwtral 10 y cant a'i brosesu ar gyfer histoleg, a'r llall yn rhewi mewn nitrogen hylifol a'i storio ar -80 gradd nes prosesu Hematoxylin a Archwiliwyd rhannau o aren â staen eosin gan yr awdur cynradd a chadarnhaodd absenoldeb briwiau sylweddol.
Cymeradwywyd yr holl weithdrefnau arbrofol gan bwyllgor Moeseg Anifeiliaid Prifysgol Massey (cymeradwyaeth rhif 14/103) a pherfformiwyd yn unol â'r Cod Ymddygiad Moesegol ar gyfer defnyddio anifeiliaid byw ar gyfer ymchwil ym Mhrifysgol Massey, Gogledd Palmerston, Seland Newydd.
Perfformiwyd echdynnu RNA a qPCR fel y disgrifiwyd yn flaenorol [20,21]. Yn gryno, defnyddiwyd Tri Reagent (Gigma-Aldrich Inc, Merck KGaA, Darmstadt, yr Almaen) i echdynnu RNA yn unol â chyfarwyddiadau'r gwneuthurwr. Tynnwyd DNA genomig gyda Ambion Turbo heb DNA (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, UDA) yn unol â chyfarwyddiadau'r gwneuthurwr. Pennwyd crynodiad RNA gan ddefnyddio fflworomedr Qubit 2.0 a phecyn assay amrediad eang Qubit RNA (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, UDA), ac aseswyd ansawdd RNA trwy bennu'r gymhareb 260/280 a rhedeg. ar gel agarose. Defnyddiwyd pecyn synthesis cDNA llinyn cyntaf Transcriptor (Roche) i syntheseiddio cDNA. Roedd pob cymysgedd adwaith 20 μL yn cynnwys 600 ng o RNA, 2.5 μM oligo （dT ）, byffer adwaith RT 8mM, 1 mM dNTP, trawsgrifiad gwrthdro 10U, atalydd RNase 20 U, a dŵr heb Rnase-Dnase. Perfformiwyd yr adwaith ar 55 gradd am 30 munud, 85 gradd am5 munud, ac yna'i oeri ar 4 gradd gan ddefnyddio Beiciwr Thermol Veriti Biosystem Cymhwysol (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, UDA). Perfformiwyd qPCR amser real gan ddefnyddio peiriant PCR amser real StepOne Plus (Applied Biosystems, Thermo Fisher Scientific Inc, Waltham, MA, UDA). Roedd pob cymysgedd PCR yn cynnwys prif gymysgedd PCR Green SYBR Green 5 uL Power (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, UDA), paent preimio ymlaen a gwrthdroi yn y crynodiadau a restrir yn Nhabl S1,10 ng o cDNA, ac yna wedi'u gwneud hyd at 10 μL gyda RNase, dŵr di-DNase. Roedd y protocol PCR yn cynnwys 95 gradd am 20 s, 40 cylch ar 95 gradd ar gyfer a 60 gradd ar gyfer, ac, yn olaf, cromlin doddi yn amrywio o 60 gradd i 95 gradd gyda chyfradd wresogi o 0.3 gradd /15 s. Cynhwyswyd cymysgedd dŵr ac adwaith heb drawsgrifiad gwrthdro fel rheolaethau negyddol ym mhob rhediad PCR, a rhedwyd pob sampl yn ddyblyg. Aseswyd y genynnau canlynol: NPT1, PTH1R, NPT2a, NPT2c, Klotho, FGFR1IIC, VDR, CYP24A1, CYP27B1, TRPV5, TRPV6, CalD9k, CalD28k, PMCA, ac NCX1. Canfuwyd yn flaenorol bod PKG1 a SDHA wedi'u mynegi'n sefydlog mewn arennau defaid [20], a chafodd samplau eu normaleiddio mewn perthynas â mynegiant y genynnau hyn ac effeithlonrwydd genynnau gan ddefnyddio'r dull AACt 2- [22].
Perfformiwyd dadansoddiad ystadegol gan ddefnyddio R Studio 1.3.1093 [23] gyda'r fersiwn R
4.0.3 a'r pennill taclus, nlme 3.1-150 a Gary
2.1.2 pecynnau. Cymhwyswyd modelau llinellol i ddata mynegiant plygiad genynnau wedi'i drawsnewid log10. Yn y model cyntaf, mynegiant genynnau oedd y newidyn canlyniad, tra bod grŵp (rheolaeth neu OVX ond heb gynnwys defaid wedi'u trin â glucocorticoid) ac amser (euthanized ar 2 m neu 5 m) yn newidynnau dibynnol, gyda therm rhyngweithio (grŵp: amser) wedi'i gynnwys. Yn yr ail fodel, mynegiant genynnau oedd y newidyn canlyniad, tra mai'r grŵp (rheolaeth, OVX, OVX gyda thriniaeth glucocorticoid am 2 m, ac OVX gyda thriniaeth glucocorticoid am 5 m) oedd y newidyn dibynnol.manteision cynomoriumGan fod newidynnau canlyniad lluosog (genynnau) yn cael eu profi am wahaniaethau rhwng grwpiau, addaswyd gwerthoedd-p ar gyfer profion lluosog gan ddefnyddio gweithdrefn ddilyniannol Holm [24]. Profwyd crynodiadau serwm calsiwm, ffosfforws, a 25-hydroxyvitamin D yn y modelau mynegiant genynnau, ond nid oeddent yn arwyddocaol ac, o ystyried y diffyg gwahaniaethau sylweddol rhwng grwpiau, cawsant eu dileu. Yn ogystal, defnyddiwyd dadansoddiad prif gydrannau i asesu a oedd data mynegiant plygiad genynnau trawsnewidiol log10 yn amrywio yn ôl grŵp, amser ewthanasia, neu grynodiad 25-hydroxyvitamin D serwm. Defnyddiwyd cydberthynas pâr Spearman a plotiau gwasgariad i astudio'r gydberthynas rhwng data mynegiant plygiad genynnau wedi'i drawsnewid log10 a dadansoddiadau serwm.
3. Canlyniadau
3.1.Effaith Ovariectomi, Amser ers Ofariectomi, a Thriniaeth Glucocorticoid ar Serwm Calsiwm, Ffosfforws a 25-Crynodiadau Hydroxyvitamin D
Cyflwynir y canlyniadau llawn ar gyfer crynodiadau calsiwm serwm, ffosfforws, a 25-hydroxyvitamin D ym mhob grŵp yn Ffigur 1. grŵp diet ovariectomized a chalsiwm isel a'r grŵp diet calsiwm digonol nad yw'n ofariectomized, ac amser ers ovariectomi o 2 fis a 5. Mae'r canlyniadau hyn yn awgrymu nad oedd ovariectomi ynghyd â diet calsiwm isel wedi cael unrhyw effaith ar grynodiadau calsiwm serwm. ac wedi'u trin â glucocorticoidau am fisoedd, ac yna ewthanasia ar ôl 5 mis, roedd crynodiadau calsiwm serwm sylweddol is (p =0.0462, ger R20.13) o gymharu â 5 m ovariectomized ar ddeiet calsiwm isel a 5 m ovariectomized ar diet calsiwm isel a defaid sy'n cael eu trin â glucocorticoid Fodd bynnag, mae archwiliad o'r data'n awgrymu y gallai hyn fod oherwydd bod un anifail yn hypocalcemig (1.52 mmol/L, amrediad cyfeirnod 2.0-2.7 mmol/L); o gwaredodd yr anifail hwn unrhyw arwyddocâd.hyacinth anialwchRoedd gan bob dafad arall grynodiadau calsiwm serwm o fewn yr ystod cyfeirio. Ni welwyd unrhyw wahaniaethau mewn serwm ffosfforws neu grynodiadau o 25-hydroxyvitamin D mewn defaid 5m wedi'u trin ag ofariectom a glucocorticoid.
3.2.Effaith Ovariectomi ac Amser ers Ofariectomi ar Fitamin D a Mynegiant Genynnau Cysylltiedig â Ffosffatonin yn yr Arennau
Nid oedd mynegiant genynnau fitamin D a genynnau sy'n gysylltiedig â ffosffatio yn gysylltiedig ag ofariectomi nac amser ers ofariectomi (Ffigur 2). Yr eithriad oedd y derbynnydd fitamin D (VDR), lle'r oedd gan y grŵp OVX fynegiant VDR sylweddol fwy (p=0.05, ger R2 0.16); fodd bynnag, diflannodd yr arwyddocâd hwn ar ôl addasu ar gyfer mesurau dro ar ôl tro.
3.3. Effaith Triniaeth Ofariectomi a Glucocorticoid ar Fitamin D a Mynegiant Genynnau sy'n Gysylltiedig â Ffosffatonin yn ystod y 5 mis ar ôl y llawdriniaeth ar yr ARennau
Cyflwynir y canlyniadau llawn yn Ffigur 3. Roedd mynegiant PTH1R yn sylweddol uwch mewn defaid OVX a gafodd eu trin â glucocorticoids am 5 mis o gymharu â'r grwpiau eraill (p=0.04, ger R40.18), tra bod TRPV5 (p{ Roedd mynegiant {8}}.01, ger R20.31) a CYP24A1(p=0.005, ger R40.40) yn sylweddol uwch mewn defaid OVX a gafodd eu trin â glucocorticoidau am 2 fis o gymharu â'r grwpiau eraill.
Roedd y mynegiant klotho yn sylweddol wahanol rhwng yr holl grwpiau (p =0.01, ger R20.48), gyda'r mynegiant isaf mewn defaid rheoli. Roedd gan ddefaid OVX a gafodd eu trin â glucocorticoids am 2 fis y mynegiant uchaf (p =0.002), ac yna defaid OVX (p=0.008)ac yna defaid OVX a gafodd eu trin â glucocorticoidau am 5 mis (p{ {10}}.03). Fodd bynnag, o'i addasu ar gyfer mesurau ailadroddus, nid oedd mynegiant genynnau yn sylweddol wahanol rhwng y grwpiau hyn, gyda klotho yn dangos y gwahaniaeth mwyaf mewn defaid OVX a gafodd eu trin â glucocorticoidau am 5 mis (p=0.1).
Yn yr un modd, roedd mynegiant y VDR yn sylweddol wahanol rhwng yr holl grwpiau (p=0.03, ger R20.38). Roedd mynegiant mwyaf y VDR mewn defaid OVX a gafodd eu trin â glucocorticoids am fisoedd (p=0.009), ac yna defaid OVX (p=0.01), yna defaid OVX a gafodd eu trin â glucocorticoids am 5 mis (p=0.05), ac roedd y mynegiant isaf yn bresennol mewn defaid rheoli.
3.4.PCA o Fynegiant Genynnau Cyffredinol rhwng Grwpiau
Methodd dadansoddiad PCA o OVX, rheolaeth, ac ewthanasia ar ôl 2 a 5 mis â gwahanu'r gwahanol grwpiau (Ffigur S1). Eglurodd PCL a PC2 69.6 y cant o'r amrywiad. Yn yr un modd, methodd dadansoddiad PCA o grwpiau wedi'u ewthaneiddio ar ôl 5 mis â gwahanu'r gwahanol grwpiau. Eglurodd PCL a PC2 53.2 y cant o'r amrywiad (Ffigur S2). Dangosodd dadansoddiad PCA na ellid esbonio mynegiant genynnau cyffredinol gan serwm calsiwm a ffosfforws o 25- grynodiadau hydroxyvitamin D (Ffigur S3).
3.5.Pairwise Cydberthynas rhwng yr holl Analytes a Mynegiant Genynnau
Waeth beth fo statws ovariectomi, cynnwys calsiwm y diet, amser ers ovariectomi (2m neu 5m), neu statws triniaeth glucocorticoid, roedd mynegiant genynnau NPT1 yn cydberthyn yn sylweddol ac yn gadarnhaol (t<001) with="" pth1r,="" npt2c,="" klotho,="" cyp24a1,="" trpv5,="" cald9k,="" and="" cald28k="" gene="" expression.="" pth1r="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><001) with="" npt2c,="" klotho,="" cyp24a1,="" cyp27b1,="" trpv5,="" and="" cald28k.="" npt2a="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" fgfr1wic.="" klotho="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" cyp24a1,="" cyp27b1,="" trpv5,="" and="" cald28k.="" cyp24a1="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" trpv5="" and="" cald28k.="" trpv6="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" cal9dk="" and="" pmca,="" while="" cal9dk="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" cald28k="" and="" pmca.="" none="" of="" the="" serum="" analytes="" measured="" (osteocalcin,="" ctx,="" 25ohd,="" ca,="" and="" p)="" were="" correlated="" with="" the="" expression="" of="" any="" genes.="" the="" full="" pairwise="" correlations="" are="" shown="" in="" figure="">
4. Trafodaeth
Mae canlyniadau’r astudiaeth hon yn awgrymu mai trin defaid ofariectomized â glucocorticoidau sydd wedi cael yr effaith fwyaf ar fynegiant genynnau, tra bod ofariectomi ei hun a’r amser ers ofariectomi (2 a 5 mis) wedi cael ychydig o effaith ar fynegiant genynnau. Mewn dadansoddiad univariate, gwelwyd gwahaniaethau sylweddol mewn mynegiant genynnau TRPV5, CYP24A1, a klotho mewn defaid ovariectomized a gafodd eu trin â glucocorticoids am 2 fis ac yna ewthanasia ar ôl 5 mis, ac yn PTH1R mewn defaid ofariectomized a gafodd eu trin â glucocorticoidau am 5 mis. Roedd y gwahaniaethau fwyaf amlwg mewn mynegiant klotho ar ôl addasu ar gyfer mesurau ailadroddus.
Dangosodd tomograffeg gyfrifiadurol ymylol meintiol tibia procsimol y defaid hyn fod ofariectomi wedi gostwng cyfanswm dwysedd mwynau esgyrn cyfeintiol (vBMD) 8 y cant , ofariectomi gyda thriniaeth glucocorticoid am 5 mis gan 27 y cant , ac ovariectomi â glucocorticoids am 2 fis ac ewthanasia am 5 mis gan 13 y cant [6]. Yn ddiddorol, roedd BMD trabeciwlaidd, ardal trabeciwlaidd a chynnwys mwynau asgwrn trabeciwlaidd yn debyg neu'n fwy na rheolaethau mewn defaid ovariectomized a gafodd eu trin â glucocorticoidau am 2 fis ac wedi'u ewthaneiddio ar ôl 5 mis, gan awgrymu adennill màs esgyrn [6]. Mae gan glucocorticoidau nifer o effeithiau sydd wedi'u dogfennu'n dda ar asgwrn sy'n arwain at ddatblygiad osteoporosis a achosir gan glucocorticoid. Mae'r effeithiau hyn yn cynnwys atal ffurfio celloedd progenitor osteoblast ac osteoblastau, cynyddu apoptosis osteoblast, a lleihau cynhyrchiad osteoid, sydd oll yn lleihau ffurfiant esgyrn [25,26]. Ar yr un pryd, mae glucocorticoids yn cynyddu atsugniad esgyrn trwy leihau mynegiant OPG, cynyddu mynegiant RANKL, cynyddu ffurfiad osteoclast, lleihau apoptosis osteoclast, a chynyddu secretion catepsinau a metalloproteinases matrics gan osteoclasts [25,26].
Mae Klotho yn rhan annatod o'r system ffosffatio, lle mae'n clymu i ffactor twf ffibroblast 23 (FGF23) yn yr aren. Yna mae'r cymhleth klotho-FGF23 yn clymu i'r derbynnydd FGFR1IIC, sy'n cychwyn sawl llwybr cellog ac, yn y pen draw, yn arwain at ddadreoleiddio mynegiant arennol 24-hydroxylase(CYP24A1) a is-reoleiddio la-hydroxylase arennol (CYP27B1) a thiwbaidd arennol Cyd-gludwyr Na/P II (NPT2a a 2c) [10]. Mae’n bosibl y bydd mynegiant cynyddol (gwahaniaethau oedd fwyaf amlwg ar ôl addasu ar gyfer mesurau ailadroddus) o klotho mewn defaid ar glucocorticoidau am 2 fis ac yna’n cael ei ewthaneiddio ar ôl 5 mis yn esbonio’r mynegiant CYP241 cynyddol a welir hefyd yn y grŵp hwn o ddefaid, er nad oes unrhyw wahaniaethau arwyddocaol mewn crynodiadau 25OHD serwm.
Gelwir Klotho yn brotein gwrth-heneiddio ac mae gan lygod sy'n ddiffygiol o klotho ffurfiant esgyrn isel ac atsugniad esgyrn, gan arwain at osteopenia trosiant esgyrn isel [27,28]. Yn ogystal, mae polymorphisms genynnau klotho penodol yn gysylltiedig â gostyngiad mewn dwysedd mwynau esgyrn mewn pobl [29,30]. Mae klotho hydawdd yn uwchreoleiddio protein ymateb twf cynnar 1 (EGR-1) ac yn ysgogi mynegiant marcwyr gwahaniaethu esgyrn mewn diwylliant celloedd osteoblast [31] Yn ogystal, gall glucocorticoidau atal ffactor twf ffibroblast 232]. Efallai bod y mynegiannau klotho mwyaf mewn defaid ar glucocorticoidau am 2 fis ac yna eu ewthaneiddio ar ôl 5 mis yn adlewyrchu’r broses adfer ar gyfer y driniaeth ôl-glucocorticoid hon ar gyfer defaid ac, o ystyried ei rôl mewn ffurfio esgyrn ac atsugniad, mae’n bosibl ei fod yn sbardun allweddol i adferiad esgyrn. ac, felly, o bosibl yn darged triniaeth ar gyfer osteoporosis mewn pobl.
Fodd bynnag, roedd defaid OVX hefyd wedi cynyddu mynegiant klotho o gymharu â defaid rheoli. Yn yr un modd, dangosodd un astudiaeth mewn llygod â diffyg aromatase fod diffyg estrogen yn cynyddu lefelau protein klotho, a bod triniaeth estradiol wedi lleihau mynegiadau klotho yn y llygod hyn[17]. Mewn llygod, mae estrogen yn dadreoleiddio NPT2a mewn proses sy'n annibynnol ar klotho/FGF23 a PTH[18]. Fodd bynnag, ni welwyd yr effaith hon yn y defaid ofariectomized yn yr astudiaeth bresennol hon. Fel arall, ychydig o lenyddiaeth sydd ar effaith diffyg estrogen ar klotho. Dylai ymchwil pellach archwilio effeithiau ofariectomi a glucocorticoidau ar fynegiant klotho, o ystyried ei rôl mewn heneiddio ac mewn clefyd cronig yn yr arennau.
Mae TRPV5 yn sianel calsiwm epithelial a fynegir yn bennaf yn y tiwbiau troellog distal a thiwbiau cyswllt yr aren [20,33]. Mae'r sianel TRPV5 yn gyfansoddol agored ond mae'n dioddef anactifadu sy'n ddibynnol ar galsiwm mewn cysylltiad â calmodulin, protein synhwyro calsiwm [34]. Gellir cynyddu mynegiant TRPV5 gan PTH a 1,25 (OH) D3 [35]. Roedd un ddafad a oedd ar glucocorticoidau am 2 fis ac yna’n cael ei ewthaneiddio ar ôl 5 mis yn hypocalcemig, ac roedd crynodiadau calsiwm serwm yn sylweddol is mewn defaid yn y grŵp hwn o gymharu â’r grwpiau eraill. Mae'n debygol, felly, bod y mynegiant TRPV5 cynyddol o ganlyniad i'r crynodiad serwm calsiwm gostyngol yn yr anifeiliaid hyn. Dangoswyd bod glucocorticoidau yn lleihau amsugno calsiwm berfeddol trwy leihau mynegiant TRPV6 a CalD9k [36,37] a chynyddu ysgarthiad wrinol o galsiwm [14], ond mae hypocalcemia arwyddocaol yn glinigol mewn unigolion iach yn anghyffredin. Yn yr un modd, nid oedd y defaid â chrynodiad calsiwm serwm isel yn dangos unrhyw arwyddion clinigol o detani hypocalcemig. Fel arall, gallai mynegiant cynyddol TRPV5 mewn defaid ar glucocorticoidau am 2 fis ac yna ei ewthaneiddio ar ôl 5 mis adlewyrchu'r broses adfer, lle mae angen mwy o atsugniad calsiwm o'r aren i gymryd lle'r BMD trabeciwlaidd a adferwyd, arwynebedd, a mwynau esgyrn.
Mewn defaid a gafodd eu trin â glucocorticoids am 5 mis, cynyddwyd mynegiant PTH1R o'i gymharu â'r grwpiau eraill. Yn ogystal, o gymharu â grwpiau eraill, nid oedd llawer o amrywiad mewn mynegiant rhwng defaid yn y grŵp. Er na welwyd unrhyw wahaniaethau mewn crynodiadau calsiwm serwm mewn defaid a gafodd eu trin â glucocorticoidau am 5 mis, efallai y gallai hyn fod yn gysylltiedig â gweithrediad cynyddol PTH a'i dderbynnydd. Mae effeithiau glucocorticoids ar secretion PTH a gweithredu yn aneglur. Mae rhai astudiaethau mewn pobl wedi canfod bod cleifion sy'n cael eu trin â glucocorticoid wedi cynyddu crynodiadau PTH serwm, ynghyd â llai o amsugno calsiwm, mwy o ysgarthiad calsiwm wrinol a llai o fàs esgyrn [38,39]. Fodd bynnag, nid yw'r rhan fwyaf o astudiaethau wedi canfod unrhyw newidiadau mewn crynodiadau serwm PTH mewn pobl ar driniaeth glucocorticoid [38,40,41]. Mae un astudiaeth wedi dangos efallai mai effaith glucocorticoidau yw newid secretion PTH, gyda'r secretion curiadus cynyddol o PTH mewn unigolion sy'n cael eu trin â glucocorticoid[4]. Mae eraill hefyd wedi dangos mynegiant PTH1R cynyddol mewn bôn-gelloedd mesenchymal a chelloedd tebyg i osteoblast mewn ymateb i driniaeth â dexamethasone[43,44]. O'r herwydd, mae'r cynnydd mewn mynegiant arennol PTH1R yn y defaid sy'n cael eu trin â glucocorticoidau am 5 mis yn debygol oherwydd y 5 mis o driniaeth glucocorticoid.
Er bod ofariectomi wedi'i gyfuno â diet ychydig yn isel o galsiwm wedi arwain at newidiadau bach iawn i fynegiant genynnau, roedd yn ymddangos ei fod yn newid mynegiant y VDR, gyda defaid ovariectomized ar ddeiet calsiwm ychydig yn isel â mynegiant VDR uwch o gymharu â defaid rheoli. Mae hyn yn wahanol i astudiaeth ar lygod mawr ovariectomized lle dangosodd y rhai sy'n bwydo diet â lefelau calsiwm arferol fwy o fynegiant VDR arennol, tra bod y rhai a fwydodd diet calsiwm isel wedi gostwng mynegiant VDR [45]. Mae'n anodd yn yr astudiaeth bresennol o ddefaid i wahanu effaith ofariectomi ar fynegiant arennol y VDR oddi wrth effaith y diet calsiwm isel. Fodd bynnag, nid oedd unrhyw wahaniaethau sylweddol mewn crynodiadau calsiwm serwm rhwng grwpiau (ac eithrio'r grŵp glucocorticoid) sy'n awgrymu bod y diet calsiwm ychydig yn isel yn cael effaith fach iawn ac efallai mai'r ofariectomi sy'n gyfrifol am yr effeithiau ar y VDR. Fodd bynnag, bydd angen ymchwil pellach i ymchwilio i'r perthnasoedd hyn.
Mae dwy astudiaeth flaenorol wedi archwilio'r perthnasoedd ar wahân rhwng genynnau sy'n ymateb i fitamin D, a genynnau sy'n gysylltiedig â ffosffatio mewn arennau defaid [20,21]. Fodd bynnag, nid yw'r berthynas rhwng y llwybrau fitamin D a ffosffatio wedi'u harchwilio. Yn ddiddorol, mae’r cydberthnasau mwyaf arwyddocaol rhwng genynnau a adroddwyd yn y ddau bapur hyn yn wir am y perthnasoedd genynnau yn yr astudiaeth bresennol o ddefaid hefyd, sy’n awgrymu cysondeb yn y canlyniadau rhwng astudiaethau a’r berthynas rhwng y genynnau hyn.dyfyniad salsa cistancheO'r perthnasoedd diddorol nas adroddwyd yn flaenorol, fel y gellid ei ddisgwyl o ystyried ei rôl ganolog ym metabolaeth calsiwm, roedd cysylltiad mawr rhwng mynegiant PTH1R a CalD28k, CalD9k, TRPV5 CYP27B1, CYP24A1, VDR, Klotho, a NPT2c. Roedd cysylltiad cryf rhwng mynegiant klotho a mynegiant genynnau TRPV5, sy'n gyson â llenyddiaeth arall sy'n dangos bod klotho yn dadreoleiddio TRPV5 ac yn hyrwyddo adamsugniad calsiwm arennol [46,47].
Yn anffodus, ni ellid gwahanu'r gwahanol grwpiau ar sail mynegiant genynnau ymatebol fitamin D a phosphating gan ddefnyddio dadansoddiad PCA. Mae hyn yn debygol o fod oherwydd prif gyfyngiad yr astudiaeth hon - maint bach y sampl. Gyda dim ond 3-6 o anifeiliaid ym mhob un o'r grwpiau, mae hyn yn debygol o gyfyngu ar y gallu i ganfod gwahaniaethau mewn mynegiant genynnau rhwng grwpiau.
5. Casgliadau
Mae canlyniadau'r astudiaeth hon yn dangos mai'r gwahaniaethau mwyaf amlwg mewn mynegiant genynnau oedd mewn mynegiant klotho arennol mewn defaid ovariectomized a gafodd eu trin â glucocorticoidau am 2 fis ac yna cyfnod adfer o 5 mis. O ystyried mai klotho yw'r hormon "gwrth-heneiddio" a bod ganddo rôl hanfodol ym metabolaeth calsiwm a ffosffad, mae'n bosibl bod yr hormon hwn yn cymryd rhan allweddol yn y gwaith o adennill dwysedd mwynau esgyrn trabeciwlar ac arwynebedd mewn defaid sydd wedi'u trin ac, felly, efallai y bydd targed triniaeth ar gyfer osteoporosis mewn pobl. Fodd bynnag, mae angen mwy o ymchwil ar effeithiau glucocorticoids ac ofariectomi ar klotho.
Daw'r erthygl hon o Animals 2022, 12, 67. https://doi.org/10.3390/ani12010067 https://www.mdpi.com/journal/animals
