绝经后骨质疏松症患者胰岛素样生长因子1与相关骨代谢指标的关系

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.36.021

中国组织工程研究 ›› 2017, Vol. 21 ›› Issue (36): 5862-5867.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2017.36.021

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绝经后骨质疏松症患者胰岛素样生长因子1与相关骨代谢指标的关系

冬梅，武剑，韩杏梅，金淑霞

内蒙古医科大学第二附属医院骨内科，内蒙古自治区呼和浩特市 010030

收稿日期:2017-08-25 出版日期:2017-12-28 发布日期:2018-01-04
通讯作者: 冬梅，博士，副主任医师，内蒙古医科大学第二附属医院骨内科，内蒙古自治区呼和浩特市 010030
作者简介:冬梅，女，1981年生，内蒙古自治区锡林郭勒盟人，蒙古族，2013年日本近畿大学医学部毕业，博士，副主任医师，主要从事代谢性骨病方面的研究。
基金资助:
内蒙古自治区高等学校科学研究项目自然科学重点类(NJSY16102)；内蒙古医科大学第二附属医院基金项目(2015YJJS016)；内蒙古自治区留学人员科技活动项目择优资助项目(2015025)

Correlation of insulin-like growth factor-1 and bone metabolism-related indexes in postmenopausal osteoporosis

Dong Mei, Wu Jian, Han Xing-mei, Jin Shu-xia

Osteopathic Department, the Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010030, Inner Mongolia Autonomous Region, China

Received:2017-08-25 Online:2017-12-28 Published:2018-01-04
Contact: Dong Mei, Osteopathic Department, the Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010030, Inner Mongolia Autonomous Region, China
About author:Dong Mei, M.D., Associate chief physician, Osteopathic Department, the Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010030, Inner Mongolia Autonomous Region, China
Supported by:
the Science Research Project Focus on Natural Sciences in Higher Education of Inner Mongolia Autonomous Region, No. NJSY16102; the Foundation of the Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, No. 2015YJJS016; the Preferred Scientific and Technological Fund for the Overseas in Inner Mongolia Autonomous Region, No. 2015025

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：
胰岛素样生长因子：胰岛素样生长因子1是具有刺激细胞增殖和分化功能的多肽，主要产生部位为肝脏，它通过刺激肾脏1,25(OH)2D的生成、增加肾小管磷的吸收、通过1,25(OH)2D的刺激增加小肠钙吸收。主要通过旁分泌和自分泌途径作用于骨，也可以在组织局部通过自分泌或旁分泌方式发挥作用。胰岛素样生长因子1与骨原细胞上的胰岛素样生长因子结合蛋白5结合成复合物后，激活酪氨酸蛋白酶介导的信号途径，促进胰岛素受体底物激活磷酸化，使成骨细胞成熟与分化，加强骨胶原及非胶原蛋白的表达，从而促进骨质形成。
骨代谢指标：骨代谢标志物是诊断、疗效评估和检测骨质疏松病情的重要指标，骨代谢的过程往往能反映成骨细胞和破骨细胞的活动及骨基质和骨矿化的变化。体外实验中，胰岛素样生长因子1不仅可呈剂量依赖性刺激成骨细胞前体的增殖并向成骨细胞进行分化、促进碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原以及骨钙素等成骨标志物的表达，并且还可刺激破骨细胞的活性和数目的增加。

摘要
背景：大量研究结果显示，胰岛素样生长因子1对骨代谢具有重要的调节作用，可增加骨形成，刺激成骨细胞的数量和活性，限制和减少骨吸收的破骨细胞的分化，目前胰岛素样生长因子1机制研究已进入火热阶段。
目的：综述近年来关于绝经后骨质疏松症胰岛素样生长因子1与相关骨代谢指标的研究进展。
方法：由第一作者检索2012年1月至2016年7月PubMed数据(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed）及CNKI中国期刊全文数据库(http://www.cnki.net/)，以“postmenopausal osteoporosis，insulin-like growth factor，bone metabolism，biochemical markers”为英文检索词；“绝经后骨质疏松症，胰岛素样生长因子1，骨代谢，骨转换指标”为中文检索词，检索摘要内同时包含上述检索词的文献。排除重复性研究，最终纳入36篇文献进行综述。
结果与结论：①女性绝经后通过各种细胞因子作用调控而使得骨吸收增加，其中胰岛素样生长因子1在血液中结合胰岛素样生长因子结合蛋白3，使得生长激素发挥其生物作用；另外，血液中生长激素对脂肪组织、肌肉组织以及骨组织产生直接作用；②在骨组织中，生长激素对骨组织有直接的影响，同时通过胰岛素样生长因子1介导间接效应，使成骨细胞成熟与分化，加强骨胶原及非胶原蛋白的表达，从而促进骨质形成；③骨代谢的过程往往能反映成骨细胞和破骨细胞的活动及骨基质和骨矿化的变化，关于骨代谢标志物与胰岛素样生长因子体外实验中，胰岛素样生长因子1不仅可呈剂量依赖性刺激成骨细胞前体的增殖并向成骨细胞进行分化，促进碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原以及骨钙素等成骨标志物的表达，并且还可刺激破骨细胞的活性和数目的增加；④但目前开展的相关临床研究较少，观测指标较少，缺少对于骨质疏松检测与治疗的参考范围等，这些都需要进一步研究探索。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程
ORCID: 0000-0002-4954-8128(冬梅)

关键词: 组织构建, 骨组织工程, 绝经后骨质疏松症, 胰岛素样生长因子1, 骨代谢, 骨转换指标

Abstract:

BACKGROUND: Increasing evidence has shown that insulin-like growth factor-1 (IGF-1) plays a regulatory role in bone metabolism and increases bone formation, stimulates osteoblast number and activity, as well as reduces osteoclast differentiation and bone resorption. The mechanism of IGF-1 is an issue of concern.
OBJECTIVE: To review the research advance in IGF-1 and the bone metabolism-related indexes in postmenopausal osteoporosis.
METHODS: The first author searched the PubMed and CNKI databases between January 2012 and July 2016 using the keywords of “postmenopausal osteoporosis, insulin-like growth factor, bone metabolism, biochemical markers” in English and Chinese, respectively. The repetitive articles were excluded, and 36 eligible articles were enrolled for overview.
RESULTS AND CONCLUSION: Bone resorption is increased in postmenopausal woman through the regulation of a variety of cytokines, in which IGF-1 in the blood is combined with IGF binding protein 3, making growth hormone play its biological role. In addition, the growth hormone in the blood directly acts on the adipose tissue, and muscle and bones. Growth hormone exerts a direct effect on bone tissue, promotes osteoblast maturation and differentiation, and enhances the expression of collagen and non-collagen through IGF-1-mediated indirect effect, thus promoting bone formation. The process of bone metabolism is able to reflect the activities of osteoblasts and osteoclasts and the changes of bone matrix and bone mineralization. In vitro experiments show that IGF-1 stimulates the proliferation of osteoblast precursors and differentiate into osteoblasts in a dose-dependent manner, promotes the expression of osteogenic markers such as alkaline phosphatase, type I collagen, and osteocalcin, and also stimulates the activity and number of osteoclasts. However, there are few clinical reports and few observation indicators, resulting in a lack of reference range for the detection and treatment of osteoporosis, which needs further exploration.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

Key words: Osteoporosis, Postmenopausal, Insulin-Like Growth Factor I, Growth Hormone, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

冬梅，武剑，韩杏梅，金淑霞. 绝经后骨质疏松症患者胰岛素样生长因子1与相关骨代谢指标的关系[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(36): 5862-5867.

Dong Mei, Wu Jian, Han Xing-mei, Jin Shu-xia. Correlation of insulin-like growth factor-1 and bone metabolism-related indexes in postmenopausal osteoporosis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2017, 21(36): 5862-5867.

图/表（结果） 2

2.1 胰岛素样生长因子1与绝经后骨质疏松症绝经后骨质疏松症，即绝经后妇女由于雌激素水平急剧下降，破坏了对骨局部因子、生长因子以及体液因子的调控，导致骨量减少及骨组织结构变化，刺激骨转换加快，骨吸收的抑制减弱，使骨脆性增多易于骨折，造成骨质丢失^[4]。女性的骨量是在骨骼的生长发育青春期完成或20岁左右增加达到峰值骨量。然后，持续稳定状态一段时间，40岁之后男性与女性的骨量随着年龄逐渐的降低，但其下降幅度随个人、种族以及性别不同。特别是，女性与雌性激素的减少与松质骨快速骨丢失主要是由于卵巢功能衰退(绝经后骨量减少，绝经骨质疏松症)，之后逐渐缓慢降低。雌激素对骨代谢产生重要的影响，雌激素作用于成骨细胞和破骨细胞，使得骨吸收和骨形成同时保持稳态平衡状态从而维持骨量。雌激素对于骨骼或者其他器官均由核内受体介导表达，成骨细胞，破骨细胞以及骨细胞均具有雌激素受体样作用。对于成骨细胞，胰岛素样生长因子1可抑制细胞凋亡，刺激细胞增殖。由于这些生长因子对于骨和软骨具有同化作用，因此考虑它们可通过自分泌作用介导增加骨量。另外对于成骨细胞刺激RANKL的诱饵受体即破骨细胞分化抑制因子，从而抑制RANKL/RANK系统，抑制破骨细胞的前体细胞向破骨细胞分化。胰岛素样生长因子1是人体在生长激素刺激下产生的激素，是多种激素与细胞因子调节骨代谢复杂网络的核心因素。当脑垂体前叶分泌生长激素，在数分钟内，可促进肝细胞合成分泌胰岛素样生长因子1。胰岛素样生长因子1被细胞分泌后会与邻近细胞表面含有胰岛素样生长因子1的受体结合，它具有酪氨酸激酶活性，引起细胞内反应，促进细胞生长。研究证实，雌二醇可通过雌激素受体提高成熟成骨细胞和成骨细胞前体的胰岛素样生长因子1 mRNA水平，并呈时间和剂量依赖性^[5-6]。张金山等^[7]观察绝经后1-3年妇女骨密度与胰岛素样生长因子1的变化与关系，发现胰岛素样生长因子1降低可能是影响绝经后早期骨密度降低的主要危险因素。易伟莲等^[8]发现绝经后骨质疏松患者胰岛素样生长因子1水平明显下降，而且胰岛素样生长因子1与骨密度、雌二醇呈显著正相关，与年龄呈显著负相关。因此，可以考虑胰岛素样生长因子1基因为雌激素发挥抗骨质疏松作用的一个重要靶基因。

2.2 胰岛素样生长因子1与骨代谢指标骨代谢标志物迅速发展，在骨质疏松症等代谢性骨病的诊断，疗效评估和检测病情中应用日趋广泛，骨代谢的过程往往能反映成骨细胞和破骨细胞的活动及骨基质和骨矿化的变化^[9-10]。体外实验中，胰岛素样生长因子1不仅可呈剂量依赖性刺激成骨细胞前体的增殖并向成骨细胞进行分化、促进碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原以及骨钙素等成骨标志物的表达，并且还可刺激破骨细胞的活性和数目的增加(图1及表1)。

2.2.1 胰岛素样生长因子1与骨形成指标

骨特异性碱性磷酸酶：是评价骨形成和骨转换的指标，基因定位于1号染色体。骨特异性碱性磷酸酶由成骨细胞分泌，在骨形成及矿化过程中起重要作用^[9]。在成骨过程中它可水解磷酸酯，为羟磷灰石的沉积提供必需的磷酸，同时水解焦磷酸盐，解除其对骨矿盐形成的抑制作用，从而有利于成骨过程。因此，骨特异性碱性磷酸酶是成骨细胞成熟和具有活性的标志物，它被认为是最精确的骨形成标志物。郭玲等^[11]在体外培养的小鼠成骨细胞中分别加入 25，50，100及200 μg/L 的胰岛素样生长因子1，结果发现胰岛素样生长因子1在此浓度范围内能显著提高成骨细胞内的碱性磷酸酶活性，并呈明显的剂量依赖效应。

骨钙素：是成骨细胞产生的骨特异性蛋白，是由依赖维生素K的γ-羧化谷氨酸蛋白即49个氨基酸组成的多肽。骨钙素是骨钙素基因转录和表达的产物，它主要参与维持骨骼正常矿化速率，并在骨骼生长以及羟磷灰石沉积时增加，是骨形成和骨转换的标志物之一^[12]。胰岛素样生长因子1干预共同培养的成骨细胞和破骨细胞12 h后，明显促进成骨细胞骨钙素基因的表达并增加培养基中骨钙素蛋白含量^[13]。Zhang等^[14]的研究发现胰岛素联合胰岛素样生长因子1也能显著诱导基因小鼠的骨钙素启动子的活动。

Ⅰ型前胶原羧基端前肽和Ⅰ型前胶原氨基端肽：成骨细胞首先合成原胶原，在原胶原的N-端和C-端各自有一个延长肽，即Ⅰ型前胶原羧基端前肽和Ⅰ型前胶原氨基端肽蛋白酶将两端的肽切断后形成成熟的胶原。Ⅰ

型前胶原羧基端前肽和Ⅰ型前胶原氨基端肽大部分进入血液循环，仅有少数沉积在骨基质。因此，测定Ⅰ型前胶原羧基端前肽和Ⅰ型前胶原氨基端肽血中水平，可反映Ⅰ型胶原和骨形成的情况^[15]。娄奕萌等^[16]将20例慢性肾脏病糖皮质激素性骨质疏松患者与10例骨量正常患者进行对比，发现前者的血胰岛素样生长因子1水平显著下降，且与骨密度值及血Ⅰ型前胶原氨基端肽水平呈正相关，与Ⅰ型胶原交联羧基端肽水平呈负相关。

2.2.2 胰岛素样生长因子1与骨吸收指标

Ⅰ型胶原交联羧基端肽：Ⅰ型胶原交联羧基端肽是总Ⅰ型胶原 C-端交联物，骨吸收过程中, Ⅰ型胶原被降解，释放出不同分子片段大小的Ⅰ型胶原交联羧基端肽，作为监测骨吸收的指标。Niemann等^[17]通过对波美拉尼亚的男性和绝经前女性研究发现，年龄小于55岁的成年男性和绝经前女性体内胰岛素样生长因子1的水平，特别是游离状态下的胰岛素样生长因子1水平与1型胶原交联羧基端肽水平显著负相关。

血浆抗酒石酸酸性磷酸酶：抗酒石酸酸性磷酸酶是成熟破骨细胞、活化巨噬细胞和树突状细胞共同作用产生的一种糖蛋白。当骨吸收时，抗酒石酸酸性磷酸酶由破骨细胞释放入血循环中，其水平可反映破骨细胞的活性和骨吸收状态。正常人血清中有两种几乎等量的5a与5b。抗酒石酸酸性磷酸酶5b特异性高、敏感度高、不受昼夜变化、饮食、肝、肾疾病影响，因此在监测骨代谢方面有重要作用^[17]。刘亚平等^[18]在2型糖尿病雌性大鼠骨密度和骨生物力学等指标变化及各指标间相互关系的研究中发现，血清抗酒石酸酸性磷酸酶、三酰甘油、胆固醇、糖化血红蛋白升高的同时，血清胰岛素样生长因子、高密度脂蛋白水平则降低。尿吡啶啉和尿脱氧吡啶啉是Ⅰ型胶原分子间构成胶原纤维的横向连接物。骨吸收时，胶原纤维降解，尿吡啶啉和尿脱氧吡啶啉被释放，并从尿中排出，且其测定不受饮食影响，具有骨组织高特异性，故被认为是目前临床最好的评价骨吸收指标。李蔚等^[19]用小剂量脱氢表雄酮硫酸酯治疗120例老年男性原发性骨质疏松患者6个月，发现患者的成骨细胞显著增加，同时尿吡啶啉下降，推测该药物可能是通过刺激胰岛素样生长因子 1的生成而对骨代谢起间接作用。

2.2.3 胰岛素样生长因子1与其他骨代谢指标

雌激素：雌激素缺乏被认为是绝经后骨质疏松症的主要原因。绝经后女性体内雌激素水平低下，与雌激素受体表达水平降低共同作用，致使骨吸收大于骨生成，骨量减少而引发骨质疏松^[20]。易伟莲等^[8]根据腰椎骨密度扫描结果将受试者分为3组，即骨质疏松组48例、绝经后非骨质疏松组32例及绝经前健康对照组30例，结果显示骨质疏松组患者血清雌激素、胰岛素样生长因子1和骨密度的水平低于非骨质疏松组及正常对照组，胰岛素样生长因子1与骨密度、雌激素呈显著正相关。有研究采用实时定量聚合酶链式反应法从基因水平上证实了雌激素可以促进胰岛素样生长因子1基因的表达，且随着雌激素浓度的变化而增加^[21]。因此，女性体内一定水平的雌激素含量有助于维持胰岛素样生长因子1的水平和骨矿物含量，可防止绝经后骨质疏松的发生。

甲状旁腺素：甲状旁腺素是甲状旁腺主细胞分泌的碱性单链多肽类激素，主要功能是增强破骨细胞活性，促进骨吸收，使骨钙释放入血；减少近端肾小管对磷的重吸收，而增加钙的重吸收；促进肾脏中活性维生素D的转化，而且间接促进肠钙吸收，使循环中钙水平升高，血磷水平下降。因此，甲状旁腺素分泌过多会导致骨吸收增强，导致骨质疏松。胰岛素样生长因子1通过刺激 25(OH)D₃的1α羟化作用，使25(OH)D₃转变为1，25(OH)2D₃，从而间接刺激肠道对钙磷重吸收增加，回馈性抑制甲状旁腺素的合成与释放。有研究表明胰岛素样生长因子1和甲状旁腺素对骨的合成代谢有协同作用，胰岛素样生长因子1可通过甲状旁腺素对骨的合成代谢进行部分调节^[22]。

降钙素：降钙素在人体内是由甲状腺的滤泡旁细胞生成和分泌，它主要的生理功能是降低血钙水平，通过抑制破骨细胞的活性和数量，抑制骨吸收，同时调节成骨细胞的活性与数量，促进骨骼生长，提高骨密度。研究表明降钙素可通过上调胰岛素样生长因子1 mRNA 表达改善模拟失重条件下成骨细胞的增殖与分泌功能^[23]。

2.3 胰岛素样生长因子1对于骨骼结构和骨代谢的影响胰岛素样生长因子1与骨代谢联系紧密，在骨代谢过程中起着非常重要的作用。胰岛素样生长因子1对骨代谢、骨垢端软骨板的影响已经被广泛研究并且具有物种特异性。在啮齿动物软骨细胞中，胰岛素样生长因子1生长激素刺激下合成，并且以旁分泌方式作用以诱导软骨细胞增殖和软骨内骨化，导致线性骨生长。相反，在牛骨骨垢端软骨板中，胰岛素样生长因子1全身性(而不是旁分泌)作用刺激生长，因为很少量的胰岛素样生长因子1即可对生长激素进行迅速反应。此外，碱性成纤维细胞生长因子作用于骨垢端软骨板以增加胰岛素样生长因子1受体的数量，从而增强对胰岛素样生长因子1对其内分泌器官的反应^[24-26]。基于从动物模型获得的数据，胰岛素样生长因子1似乎通过全身性内分泌作用主要影响皮质骨。具有遗传性生长激素受体缺陷的小鼠，在系统性胰岛素样生长因子1投与后，在没有对小梁骨厚度和体积的明显损伤的基础上具有较少的皮质厚度，相反，在成骨细胞中具有胰岛素样生长因子1转基因过表达的小鼠中胰岛素样生长因子1通过旁分泌作用对小梁骨产生主要作用，而成骨细胞特异性胰岛素样生长因子1敲除小鼠其小梁体积减少，小梁结构和矿化受损。生长激素直接刺激成骨细胞的产生和骨形成，此外，成骨细胞在甲状旁腺激素刺激下表达胰岛素样生长因子1。相反，胰岛素样生长因子1通过促进骨形成作用介导间歇性甲状旁腺素对骨的合成代谢作用。另外几种其他激素，包括甲状腺激素和雌激素也通过由成骨细胞分泌旁分泌胰岛素样生长因子1，而糖皮质激素则抑制它。此外，几种胰岛素样生长因子结合蛋白在骨骼中局部表达并调节胰岛素样生长因子1作用。除了其对骨形成的作用外，胰岛素样生长因子1诱导核因子κB受体活化剂的合成配体，从而刺激破骨细胞的形成和活化。值得注意的是，生长激素诱导骨保护素，它是骨吸收的主要调节因子，骨保护素与诱导核因子κB的受体活化剂结合，进而抑制诱导核因子κB的受体活化剂所介导的破骨细胞的活化作用，从而抑制破骨细胞的分化成熟，减少破骨细胞的产生，减少骨吸收，胰岛素样生长因子1作为诱导核因子κB受体活化剂的诱饵配体，对破骨细胞具有钝化作用。总之，生长激素-胰岛素样生长因子1轴的活化导致骨形成的增加，伴随着骨吸收的增加和骨转换的增加相结合^[27-29]。血清胰岛素样生长因子1可作为一种更加准确而且易于检测的骨质疏松症发病的重要参考指标。国外研究报告在骨重建期间从骨基质释放的胰岛素样生长因子1通过激活哺乳动物雷帕霉素靶标刺激募集间充质干细胞的成骨细胞分化，从而保持适当的骨微结构和质量。在其前成骨细胞中敲除胰岛素样生长因子1受体的小鼠显示出比野生型小鼠更低的骨量和矿物沉积率。此外，胰岛素样生长因子1r flox/flox小鼠与Cref腺病毒体外删除Igf1rflox/flox小鼠的间充质干细胞虽然招募到植入后的骨表面，但不能分化成成骨细胞。老年大鼠的骨基质和骨髓中胰岛素样生长因子1的浓度低于年轻大鼠的浓度，并与年龄相关的骨量减少直接相关^[30-31]。同样，在人类的年龄相关的骨质疏松症中，骨质胰岛素样生长因子1浓度在具有骨质疏松症的个体中比在没有骨质疏松症的个体中低40%。值得注意的是，注射胰岛素样生长因子1加胰岛素样生长因子结合蛋白3，但不注射胰岛素样生长因子1时，可增加骨基质中胰岛素样生长因子1的浓度并刺激老年大鼠的新骨形成。这些结果提示，胰岛素样生长因子1如何维持成年骨量，同时还提供其靶向治疗年龄相关骨质疏松症的进一步理由。重组人胰岛素样生长因子1已使用于治疗骨质疏松症多年，已有多项临床研究报告，在体外有全面促进骨形成的作用，重组胰岛素样生长因子1可能是一种较为理想的骨形成促进剂，尚没有显著副作用的报道，可用于骨质疏松症的治疗^[32-33]。Molinelli等^[34-35]研究了低体质量骨质疏松神经性厌食症女性，提示骨转换迅速变化，而重组胰岛素样生长因子1选择性地刺激骨形成。但过量或长期使用胰岛素样生长因子1具有潜在的致癌风险，它可能限制了胰岛素样生长因子1在骨质疏松症治疗领域中的应用。以往的研究表明，低剂量的胰岛素样生长因子1促进成骨标志物的增加，促进骨形成。长期研究显示类似的积极效果，并且通常表现出对低剂量重组人胰岛素样生长因子1良好的安全性。

2.4 胰岛素样生长因子1对于骨密度的影响另外生长激素和胰岛素样生长因子1都会影响儿童期和青春期期间的骨骼代谢、骨骼大小和骨矿物质密度，除了身材矮小，生长激素缺乏的儿童具有较小的骨骼大小和较低的骨密度^[36]。无论成年儿童期发病的生长激素缺乏症是否具有较低的骨密度，都是有争议的。一项对12例年龄为16.3-29.8岁的孤立性儿童期生长激素缺乏症患者的研究发现，与年龄和性别匹配的对照群体相比，腰椎骨密度显著降低(Z=1.47，P < 0.01)，通过定量计算机断层扫描测量真实的体积骨密度，相比之下，儿童期发生生长激素缺乏的成年人，包括单独的生长激素缺乏的18个成年人和48个多发性垂体生长激素缺乏的成年人，双能X射线吸收法骨密度测量得出的Z值在几乎所有亚组中都是正常的，在进行体积调整后，与对照组相比，这些患者的骨折风险显着增加，表明骨密度可能不准确预测这些患者的骨折风险。具有生长激素缺乏的多发性垂体生长激素缺乏的成人通过骨组织形态计量学评估发现骨转换减少，以及骨形成和吸收的血清生物标志物减少。在该群体中，骨转换减少可导致较低的骨密度。在一项26例有不同病因的成人型生长激素缺乏型垂体缺失患者的研究中，没有接受生长激素替代治疗的患者，与年龄和性别匹配人群相比，骨密度Z评分中位数显著降低，Z分数：腰椎1.07(P < 0.000 05，通过QCT测量)，腰椎0.76(P=0.000 1，由DXA测量)，前臂0.86(P= 0.000 1，通过单光子吸光光度法)。因此认为年轻的低垂体成人患者与生长激素缺乏者相比，证实胰岛素样生长因子更可能是肌肉和骨骼生长最重要的介质。

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引言

骨质疏松症是一种全身代谢性骨病，随着人口老龄化，骨质疏松的患病率日渐增加，已经成为严重危害人类健康的世界性的公共卫生问题^[1]。绝经后骨质疏松症是一种与衰老相关的常见病，主要发生在绝经后妇女。女性卵巢分泌的雌激素从45岁左右开始逐渐下降，雌激素分泌下降所致更年期在妇女50岁左右时引发多种疾病状态，更年期是雌激素下降最早期的发展表现，主要绝经前症状如潮热和出汗等。骨代谢在绝经前后的时间开始快速丢失，骨吸收量明显高于骨形成量，骨量丢失，进而发生高旋转型的绝经后骨质疏松症。由于雌激素减少引起骨吸收的增加，可通过细胞因子的作用来产生，比如白细胞介素1、肿瘤坏死因子、胰岛素样生长因子的破骨细胞前体细胞的分化成破骨细胞以及成骨细胞前体细胞分化为成骨细胞的作用。绝经后或卵巢切除后促进骨吸收，骨代谢指标显著升高，这种方式的雌激素对局部因素，主要是细胞因子的影响明显，它将间接参与骨代谢。胰岛素样生长因子1是一类主要来自成骨细胞和骨髓基质细胞的多肽，它具有刺激细胞增殖和分化功能，主要通过旁分泌和自分泌途径作用于骨，也可以在组织局部通过自分泌或旁分泌方式发挥作用^[2-3]。胰岛素样生长因子1是骨基质中最丰富的生长因子，维持成年时的骨量。胰岛素样生长因子1与骨原细胞上的胰岛素样生长因子1结合蛋白5结合成复合物后，激活酪氨酸蛋白酶介导的信号途径，促进胰岛素受体底物激活磷酸化，使成骨细胞成熟与分化，加强骨胶原及非胶原蛋白的表达，从而促进骨质形成。胰岛素样生长因子1在血液中结合胰岛素样生长因子结合蛋白3，它在许多外周组织包括骨组织作用，使得生长激素生物作用的进行。另一方面，血液中生长激素对脂肪组织、肌肉组织以及骨组织具有直接作用。在骨组织中，在生长激素刺激下产生胰岛素样生长因子1，结合到胰岛素样生长因子结合蛋白5。因此，生长激素对骨组织不仅具有直接的影响，同时具有通过胰岛素样生长因子1介导的间接效应。胰岛素样生长因子1在人体内有重要的生物学功能，主要包括以下几个方面：①增强肌肉强度和耐力；②增加骨密度；③有助于神经损害的修复，有助于预防大脑衰老；④增加肌肉对葡萄糖的摄入；⑤增加肌肉细胞对氨基酸的摄入；⑥减少胆固醇和三酰甘油；⑦维持人体年轻，改善皮肤弹性，并且增加免疫功能；⑧减轻高血压症状；⑨具有抗炎作用；⑩改善睡眠及夜间视力。总体概括，胰岛素样生长因子1主要可调节生长激素的促生长作用，同时调节机体代谢，并且刺激DNA、RNA的合成，从而促进细胞的增殖和分化功能。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

绝经后骨质疏松症患者胰岛素样生长因子1与相关骨代谢指标的关系

Correlation of insulin-like growth factor-1 and bone metabolism-related indexes in postmenopausal osteoporosis

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