不同年龄、性别人群血液中硬骨素水平与骨密度相关性的分析研究

【摘要】 目的 研究不同年龄、性别人群血液中硬骨素水平与骨密度之间的相关性。方法 随机选取20～90岁男性和女性志愿者各100名， 用酶联免疫法测定其血液中硬骨素水平， 采用双能量X线骨密度测定仪测定其全身骨密度值（BMD）。结果 男性血液中平均硬骨素水平比女性明显高（P

【关键词】 硬骨素；骨密度

硬骨素（Sclerostin）， 又称骨硬化蛋白， 是由骨细胞分泌的一种糖蛋白， 是骨形态发生蛋白（BMP）的抑制因子， 对骨的形成起负性调节作用， 目前研究认为， Sclerostin被骨细胞分泌后通过骨小管到达骨表面后与LRP5及LRP6辅受体结合， 抑制卷曲蛋白及Wnt信号与上述受体结合， 从而降低骨的形成。本项目研究的目的是通过对人群中血清Sclerostin水平及骨密度的普查， 分析不同年龄及不同性别之间Sclerostin水平的差异， 以及Sclerostin水平与骨密度的关系， 为抗SCI单克隆抗体用于治疗骨质疏松症的临床试验提供理论基础。

1 资料与方法

1. 1 一般资料 ：选择对象为2011年至2012年在本院行体检的200例不同年龄阶段的志愿者， 其中男性及女性各100人， 青年人群20～39岁62人， 中年人群40～59岁66人， 老年人群60岁以上72人， 人群具体相关情况见表1。其中排除患有类风湿性关节炎、骨肿瘤或 Paget’s病（畸形性骨炎）、患有其他脏器疾病及半年内曾使用过激素或其他影响骨代谢药物的患者。

表1 受试者的相关资料分布（x-±s）

指标 男性 女性

年龄 66±3 54±1

身高 1.71±0.01 1.62±0.01

体重 87.3±2.9 76.2±3.7

BMI 28.1±1.0 27.4±1.3

1. 2 研究方法 血清中Sclerostin水平测定：空腹10 h抽取静脉血提取血清， 使用酶联免疫法（ELASA）测定， 检测用多克隆山羊抗人Sclerostin抗体及生物素标记单克隆鼠抗Sclerostin抗体用Sigma公司提供。骨密度（BMD）的测定：采用美国GE公司（Prodigy， GE Medical Systems， Madison， WI， USA）的双能X线骨密度测定仪（DXA）， 全部受试者均接受腰2～4椎体的测定， 整个过程由电脑软件控制， 自动分析并打印结果， 每天开机检查前进行仪器性能检测， 重复测定的变异系数小于1.2%。

1. 3 统计学方法 检测结果用平均值±标准差表示， 统计方法采用SPPS 17.0统计软件进行单因素两样本配对t检验， P

2 结果

各组人群血液中Sclerostin测量结果为男（33.3±1.0 ）pmol/L， 女（23.7 ±0.6） pmol/L， 统计学结果显示男性血液中平均硬骨素水平比女性明显高（P

3 讨论

骨质疏松症是一种以骨量（bone mass）减少、骨质微结构退变为特征的疾病， 它可导致骨的脆性增加， 从而增加骨折风险。骨质疏松症是全球性的公共健康威胁， 其发病率居常见病、多发病的第七位， 骨质疏松性骨折患者20%骨折后会死亡， 髋关节骨折患者40%骨折后生活不能自理。目前治疗骨质疏松症的方法主要包括促进成骨（直接增加骨量）和抑制破骨。Sclerostin， 是由基因Sost编码的一个分泌性蛋白。最初被发现是由于在人类基因组上Sost的世丧失功能的突变会导致一种严重的骨骼石化症（sclerosteosis ）， 表现为骨量的过度增高， 其上游大片段序列缺失导致其在出生后骨骼中表达丧失也会导致相似的骨量过度增生的疾病Van buchem disease。最近在进行的全基因组关联分析发现高加索人群中Sost基因附件的单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphisms， sNPS）与骨密度是相关联的。然而， Sclerostin抑制骨形成的机制却还不清楚， Sclcrostin在体外被报道能与BMP2、BMP4、BMP6、BMP7蛋白结合， 并抑制BMP蛋白所引起的骨形成反应。由于上述的这些结果， Sclerostln最初被认为是BMP的拮抗蛋白。

SOST/Sclerostin的发现为研究开发促进成骨的药物提供了新的思路， 通过抑制 SOST基因的表达或制备相关 Sclerostin抗体来干扰 Sclerostin的表达来促进骨的形成， 成为利用抗体治疗骨质疏松的新手段。骨硬化蛋白的单克隆抗体可拮抗其对骨形成的的抑制作用， 从而作为治疗骨质疏松的药物。Michelle等通过骨硬化蛋白的单克隆抗体治疗绝经后骨质疏松胫骨缺损小鼠和小鼠牵张成骨， 并通过免疫组化、Micro CT等方法进行相关检测， 结果证实促进了骨折的愈合。对猕猴动物模型的观察实验也证实， 骨硬化蛋白单克隆抗体能促进骨形成， 增加骨密度。

本实验研究表明男性血液中硬骨素水平较女性高， 血液中硬骨素水平随年龄增长而增高， 并且女性绝经前后硬骨素水平有明显的变化。基于以上的研究基础， 目前Sclerostin单克隆抗体作为治疗人骨质疏松症的药物已经进入临床实验阶段， 前期研究表明绝经后妇女注射该单克隆抗体能增加其血清中I型胶原氨基端前肽 （P1NP）的浓度 ， 目前正在进行Ⅱ期临床实验。相信未来随着对Sclerostin研究的进一步深入， 医学家们将会重新思考骨吸收与骨形成之间的相互作用及骨代谢的病理生理机制， 一种新的更有效的治疗骨质疏松疾病的方法必将诞生。

参考文献

[1]Barons R， Rawadi G. Targeting the Wnt/ b -catenin pathway to regulate bone formation in theskeleton. Endocrinology， 2007，148：2635-2643.

[2]Krishnan V， Bryant HU， MacDougald OA. Regulation of bone mass byWnt signaling. J Clin Invest， 2006，116：1202-1209.

[3]van Bezooijen RL， Roelen BAJ， Visser A， et al. Sclerostin is anosteocyte-expressed negative regulator of bone formation， but not a classical BMP antagonist. J Exp Med， 2004， 199：805-814.

[4]Semenov M， Tamai K， He X. SOST is a ligand for LRP5/LRP6 and a Wnt signaling inhibitor. J Biol Chem.， 2005， 280：26770-26775.

[5]Poole KES， van Bezooijen RL， Loveridge N， et al. Sclerostin is a delayed secreted product of osteocytes that inhibits bone formation. FASEB J， 2005， 19：1842-1844.

[6]van Bezooijen RL， ten Dijke P， Papapoulos SE， Lowik CW. SOST/sclerostin， an osteocyte-derived negative regulator of bone formation. Cytokine Growth Factor Rev， 2005， 16：319-327.

[7]Brunkow ME， Gardner JC， Van Ness J， et al. Bone dysplasia sclerosteosis results from loss of the SOST gene product， a novel cystineknot-containing protein. Am J Hum Genet， 2001；68： 577-589.

[8]Balemans W， Ebeling M， Patel N， et al. Increase bone density in sclerosteosis is due to the deficiency of a novel secreted protein（SOST）. Hum Mol Genet， 2001， 10：537-543.

[9]Staehling-Hampton K， Proll S， Paeper BW， et al. A 52-kb deletion in the SOST-MEOX1 intergenic region on 17q12-q21 is associated with van Buchem disease in the Dutch population. Am J Med Genet， 2002，110：144-152.

[10]Balemans W， Patel N， Ebeling M， et al. Identification of a 52kb deletion downstream of the SOST gene in patients with van Buchem disease.J Med Genet， 2002， 39：91-97.

[11]Li X， Ominsky MS， Niu Q-T， et al. Targeted deletion of the sclerostin gene in mice results in increased bone formation and bone strength. J Bone Miner Res， 2008， 23：860-869.

[12]Li X， Ominsky MS， Warmington KS， et al. Sclerostin antibody treatment increases bone formation， bone mass， and bone strength in a rat model of postmenopausal osteoporosis. J Bone Miner Res， 2009， 24：578-588.

[13]Mirza FS， Padhi ID， Raisz LG， Lorenzo JA. Serum sclerostin levels negatively correlate with parathyroid hormone levels and free estrogen index in postmenopausal women. J Clin Endocrinol Metab， 2010， 95：1991-1997.

[14]odder UIL， Clowes JA， Hoey K， et al. Regulation of circulating sclerostin levels by sex steroids in women and men. J Bone Miner Res， 2011， 26：27-34.

[15]Gaudio A， Pennisi P， Bratengeier C， et al. Increased sclerostin serum levels associated with bone formation and resorption markers in patients with immobilization-induced bone loss. J Clin Endocrinol Metab， 2010， 95：2248-2253.