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1、骨代谢营养学实验中OPG/ANK/ANKL系统综述(2)2 OPG / RANK / RANKL系统在骨代谢疾病和药物疗效研究中应用现状在骨代谢疾病研究方面，大量资料显示，许多先天遗传性骨病18 - 19（ 和后天获得性骨代谢 疾病20 - 21都与OPG/RANK/RANKL系统发生异常密切相关。遗传性 骨病变的 产生的 主要 原因 就是OPG / RANK / RANKL系统中的相关基因编码发生了改变，如家族扩张性骨质溶解症（FEO） 的发病与RANK基因编码外显子1瞬间框内复制有关18; 少年Paget s病的骨病变主要由OPG基因编码发生突变所致19.OPG/RANK/RANKL系统在
2、骨质疏松和类风湿关节炎等后天获得性骨代谢疾病的发病过程中也起着重要作用。目前已证实，绝经期后妇女骨质疏松的发病原因是由于绝经后体内雌激素水平急剧下降，引起骨髓细胞RANKL水平的上升，RANKL / OPG的比值发生改变，增强了OC的骨吸收功能20; 有关类风湿关节炎（RA） 大鼠模型的研究也证明在RA形成过程中存在RANK/RANKL/OPG表达异常21,该研究显示，RA模型动物的关节滑液中CD3 + T细胞的RANK、RANKL表达明显升高，并伴有OPG表达减少。另一方面，与骨代谢疾病相关的药效学研究显示，一些与此相关的激素（ 如甲状旁腺激素（PTH）、糖皮 质 激 素、雌 激 素） 和
3、药 物 都 可 调 节OPG、RANKL、RANK的表达。如甲状旁腺激素 （PTH） 可使RANKL表达持续升高，而对OPG产生起到抑制作用，导致骨吸收作用增强22; 王建忠等23研究发现，糖皮质激素可使OPG mRNA表达降低，RANKLmRNA表达增高，使RANKL / OPG比值上升，从而加速破骨细胞的分化。Shu等24观察了一种植物异黄酮类药物-鹰嘴豆芽素A（BCA） 对卵巢切除大鼠骨丢失的保护作用，发现BCA可降低大鼠股骨组织RANKL / OPG mRNA比值，起到防止骨破坏作用； 冯建书等25在研究仙灵骨葆的疗效时也证实该药物对骨质疏松模型大鼠的治疗作用是通过促进OPG的表达，抑
4、制RANK及RANKL的表达来实现。以上一系列研究表明PG/RANK/RANKL系统可较直观反映骨代谢疾病的发病原因和药物的干预效果，是研究骨代谢特征的重要标志物。3 OPG / RANK / RANKL系统在骨骼发育营养需要研究中的应用前景3. 1传统骨骼发育营养需要研究方法应用于实验动物的局限性在骨骼发育营养需要（ 如钙、磷等需要量的研究） 研究的方法学上，传统动物营养学通常是通过剂量-反应;、析因法;及平衡试验;等方法来研究和确定动物钙、磷需要量的推荐值，主要采用的观察指标是动物的生长性能，平衡状况指标、骨骼和血液指标26.以上方法虽然操作简单，但存在工作量大，准确度低，不能精确反映钙、
5、磷等相关营养摄入对骨代谢的影响等缺点。同时，与经济动物的生产目的不同，实验动物的饲养目的是为科学研究提供健康、标准的实验材料。在研究实验动物钙、磷需要量时，不仅要考虑宏观水平上的标准化，更需要关注一些微观的、更能精准反映骨代谢情况的生理指标。3. 2 OPG / RANK / RANKL系统在骨骼营养学研究中的应用现状随着生物技术的发展，分子生物学为营养学研究提供了新的方法，营养学研究的相关参数也从宏观向微观发展。一些调控营养物质代谢的关键基因和蛋白逐步受到人们的重视。如在钙、磷等营养成分与骨代谢关系的研究过程中，人们发现钙、磷摄入水平的变化会引起体内一些激素和细胞因子水平的改变（ 如甲状旁腺
6、激素（PTH）、降钙素（CT）、1α，25-双羟维生素D3等） ,它们作用于成骨细胞和/或破骨细胞，进而影响骨代谢并使骨组织形态发生改变27.而以上因素对骨代谢的作用最终都是通过直接或间接调节OPG、RANK和RANKL的表达来实现的28.因此，OPG/ RANK/RANKL系统是反映骨代谢水平的核心环节。目前，有关营养因素对OPG/RANK/RANKL系统影响的研究报道较少，但仅有的几个报道都充分证明该系统可作为反映骨代谢水平的重要指针，用于营 养 干 预 对 骨 代 谢 影 响 的 系 统 性 研 究。如Shin-ichi等29研究高磷日粮对大鼠骨代谢的影响，发现 高 磷 日
7、粮 可 显 着 提 高 大 鼠 股 骨 中RANKLmRNA的表达，导致破骨细胞数量增加和骨量的大量丢失。Dan Liang M等30利用体外细胞培养方法，观察了微量元素锌对MC3T3-E1成骨细胞增殖的影响，发现适量的锌可使细胞内OPG基因和蛋白的表达显着提高，并推断锌可能是通过改变成骨细胞中的OPG表达水平来影响骨的重塑，且锌与骨骼形成和 吸 收 的 动 态 平 衡 间 存 在 一 定 剂 量 关 系。Spyridon Kanellakis等（2012）31在研究富含钙、磷、VD和VK的营养日粮对绝经妇女骨代谢影响时，首次以血清OPG、RANKL的水平为主要参数来评估营养干预对骨代谢的作用效果，为骨骼营养学的研究提供了新的途径。据此，我们可以将OPG/RANK/RANKL作为骨骼发育营养需要研究的一种新手段，通过定量研究某种营养成分对OPG/RANK/RANKL表达的影响，探询营养因素与RANK/RANKL/OPG表达之间的相关性，最终较精确地评估动物对该种营养成分的需要量。