OPG/RANKL/RANK信号系统对蛋鸡髓质骨形成的调控机理研究

髓质骨是雌禽所特有的结构，其主要功能是为蛋壳钙化提供钙质。髓质骨的形成与髓质骨重建是一个复杂而有序的代谢过程，受多种骨代谢调节激素和细胞因子的调控。其中OPG/RANKL/RANK共同所形成的信号系统介导了这些激素和细胞因子在髓质骨形成中所必须的细胞-细胞间信号传导，但该系统调控的髓质骨形成的作用途径和分子机理至今仍不详。本研究通过体外细胞培养，研究OPG、RANKL对髓质骨成骨细胞和破骨细胞增殖、分化、凋亡，以及细胞分泌功能的影响，并应用分子生物学技术及原位杂交来研究OPG、RANKL作用下，通过观察蛋鸡髓质骨形成中骨组织功能基因的表达变化、骨代谢标志物、骨放射密度、骨显微、超微结构变化，揭示OPG/RANKL/RANK信号系统对髓质骨形成的调控作用及分子机理，为蛋鸡骨质疏松症以及畜禽骨骼与关节疾病的病因学、病理学研究提供理论依据。

骨保护素 (oeteoprotegerin，OPG) 是一种能阻断RANKL与RANK结合，抑制破骨前体细胞分化、成熟破骨细胞活性并诱导其凋亡的分泌型糖蛋白。体内调节骨代谢的许多激素和细胞因子最终通过调节OPG/RANKL的表达而发挥作用。鉴于OPG在骨代谢中的重要调节作用，本项目旨在构建真核表达质粒pcDNA3.1(+)-chOPG；体外试验，通过脂质体介导转染鸡胚成纤维细胞，表达外源chOPG蛋白，观察OPG和RANKL蛋白对鸡胚破骨细胞功能的影响，同时利用鸡胚BMSCs细胞诱导培养成骨细胞，观察chOPG对鸡胚BMSCs诱导的成骨细胞功能的影响；体内试验，通过肌肉注射蛋鸡骨骼肌，探讨质粒pcDNA3.1(+)-chOPG在蛋鸡体内的分布、外源chOPG蛋白的表达和对主要器官组织的病理学变化，以及对蛋鸡生化指标、生产性能和骨骼代谢的影响。结论：成功构建了真核表达质粒pcDNA3.1(+)-chOPG，质粒转染CEFs后能够表达抑制破骨细胞生物学活性的外源chOPG蛋白，适当剂量（200 μg）的外源质粒pcDNA3.1(+)-chOPG在不影响产蛋量的情况下，可改善骨代谢，主要器官即心、肝、脾、肾、注射部位骨骼肌组织未发现明显的病理学变化，为进一步研究笼养蛋鸡骨质疏松发生机制提供新的思路。