氟骨症发病机制中成骨细胞Ca2+稳态变化的意义

氟作用条件下成骨细胞（OB）的Ca2+稳态变化迄今尚缺乏系统的研究，OB内Ca2+浓度升高在氟骨症各种骨病变发生中的作用还不清楚。本项目拟通过体内体外实验，以OB质膜与内质网膜上的钙通道和钙泵为重点，研究氟作用下OB内Ca2+稳态变化和导致Ca2+浓度升高的主导机制；探讨OB内Ca2+稳态变化与氧化应激、内质网应激的相互联系；通过观察OB内Ca2+浓度升高时对主要骨代谢调控因子的影响，阐明其在氟骨症骨病变发生中的作用。本项目的完成，将把细胞钙稳态变化与过去已研究过的转录因子、生长因子与细胞因子以及相关信号通路等有机联系起来，从而为"过量氟作用-细胞Ca2+稳态改变、氧化应激、内质网应激-骨代谢调控网络在一定关节点上发生偏移-成骨与破骨的动态平衡遭破坏、氟骨症各种病变发生"这一因果链间建立起合理的分子联系，为氟骨症发生、发展提供更合理、更科学的说明，为氟骨症的防治策略提供新的思路和理论依据。

目的 成骨细胞功能活跃在慢性氟中毒的骨损害中发生较早，并起主导作用，而OB Ca2＋浓度升高可能是氟激活OB的启动机制之一。本研究拟通过体内、体外实验，从三个方面观察过量氟条件下OB Ca2+的变化及意义：.1.氟作用下OB及大鼠骨组织L 型钙通道、钙泵、内质网膜IP3受体通道和钙泵的变化；应用L型钙通道特异性拮抗剂硝苯地平作为干预手段，检测L型钙通道在OB内Ca2+升高中的地位；.2.染氟 OB 培养上清液中氧化应激状态以及内质网应激状况，以及 OB 骨生长因子的表达；.3.氟对动物血清和体外细胞培养上清Ca2+、骨组织和OB PTH、PTHrp、CasR和CaM等mRNA和蛋白的表达。.实验方法详见正文.结果.1.染氟OB Ca2+升高，且呈浓度依赖性；.2.染氟OB 膜钙通道，钙泵及内质网膜上钙通道、钙泵等明显改变；硝苯地平干预效果明显；.3.染氟OB中与氧化应激和内质网应激等指标明显增加，其增加程度与染氟剂量有关；OB 骨生长因子等变化亦与染氟剂量和染氟时间相关；.4.CaM 和PMCA4B-1的表达变化在染氟时间方面密切相关；.5.血清Ca2+、血清和氟中毒大鼠骨组织中PTH、PTH-rp 和CaSR mRNA及蛋白等表达变化和膳食钙营养相关；PTH、PTH-rp 和CaSR mRNA等均出现明显改变。.结论：.1. Cav1.2、NCS-1、PMCA、IP3R、SERCA2b/ATP2A2 等，尤其是L型钙通道在氟影响OB Ca2+浓度方面作用较大；.2. 氟可明显增加OB Ca2+，激活氧化应激和内质网应激系统，刺激骨生长因子的过表达；.3. CaM可能是氟影响 PMCA4B-1 的中间环节； .4. 氟在体内或体外均可导致PTH、PTHrpmRNA、蛋白表达均发生明显波动；其中体内改变和膳食钙营养有关；.5. 氟可明显增加体内、外OB中CasR 表达。..上述结果表明过量氟条件下OBCa2+浓度变化与膳食钙营养不足、PTH分泌增多与波动以及OB钙泵、CaM、CaSR等的变化密切相关。而OB Ca2+稳态变化可进一步刺激氧化应激、内质网应激的发生，影响骨代谢调控网络，导致各种氟中毒骨损害的发生。本项目的研究结果对于解释氟骨症发生机制具有较重要意义。