DOI: 10.3969/j.issn.1674-2591.2017.02.003
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引用本文

俞晨, 费蓓蓓, 叶俊星, 袁晔, 王亮, 沈光思, 杨帆, 徐又佳. 不同年龄段雌性食蟹猴血清铁蛋白与雌激素、骨转换指标的相关性[J]. 中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志, 2017, 10(2): 110-113
YU Chen, FEI Bei-bei, YE Jun-xing, YUAN Ye, WANG Liang, SHEN Guang-si, YANG Fan, XU You-jia. Correlation among ferritin, estrogen and bone turnover biomarkers of female cynomolgus with different ages[J]. Chinese Journal of Osteoporosis and Bone Mineral Research, 2017, 10(2): 110-113

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不同年龄段雌性食蟹猴血清铁蛋白与雌激素、骨转换指标的相关性
俞晨1, 费蓓蓓2, 叶俊星3, 袁晔1, 王亮1, 沈光思1, 杨帆4, 徐又佳1     
1. 215004 苏州，苏州大学附属第二医院骨科;
2. 215004 苏州，苏州大学附属第二医院妇产科;
3. 214000 无锡，无锡市第三人民医院骨科;
4. 215004 苏州，苏州大学骨质疏松症诊疗技术研究所
基金项目： 国家自然科学基金（81572179）；江苏省临床医学科技专项（BL2014044）；苏州市民生科技项目（SS201634）；苏州市骨质疏松症临床医学中心项目（SZZXJ201504）；苏州大学附属第二医院优势临床学科群（XKQ2015001）；江苏省研究生创新基金项目（CX10B_053Z）；苏州大学青年教师科学基金项目（SDY2011A28）；苏州大学附属第二医院预研项目（SDFEYGJ1206）
通讯作者： 徐又佳, E-mail:xuyoujia@medmail.com.cn
摘要： 目的 观察不同年龄段雌性食蟹猴血清铁蛋白与雌激素及其骨转换指标，探讨铁蛋白与雌激素及骨转换指标变化的相关性。 方法 选用雌性食蟹猴32只，其中8~10岁年轻成熟组16个，平均年龄8.5岁；18~20岁老龄组16个，平均年龄18.5岁。电化学发光法分别检测血清中雌激素（estrogen，E2）和铁蛋白（ferritin，Fer）的浓度，以及1型骨胶原氨基末端肽（procollagen 1 N terminal peptide，P1NP）和1型胶原羧基末端肽（carboxy terminal telopeptide of collagen type 1，CTX）的浓度。 结果 年轻成熟组食蟹猴血清E2为（419.11±387.33）pmol/L，Fer为（9.57±6.53）μg/L，P1NP为（316.40±46.25）μg/L，CTX为（594.00±73.32）ng/L；老龄组E2为（257.41±244.64）pmol/L，Fer为（11.02±5.19）μg/L，P1NP为（147.70±38.14）μg/L，CTX为（342.00±49.18）ng/L。老龄组食蟹猴E2较年轻成熟组降低（P=0.041），同时老龄组Fer较年轻成熟组升高（P=0.035）；老龄组食蟹猴P1NP较年轻成熟组明显降低（P=0.009），老龄组食蟹猴CTX较年轻成熟组明显降低（P=0.008）。 结论 随着年龄的增加，雌性食蟹猴体内雌激素水平的逐步降低，而反映体内铁蓄积程度的铁蛋白逐渐增高，与人类女性随年龄增加，体内雌激素与铁蛋白变化关系相似；而反映动物体内成骨及破骨能力的骨转换指标，随着年龄的增加，呈下降趋势，与绝经后女性高骨代谢转换相反。
关键词： 食蟹猴     雌激素     铁蛋白     骨转换指标    
Correlation among ferritin, estrogen and bone turnover biomarkers of female cynomolgus with different ages
YU Chen1, FEI Bei-bei2, YE Jun-xing3, YUAN Ye1, WANG Liang1, SHEN Guang-si1, YANG Fan4, XU You-jia1     
1. Department of Orthopedics, The Second Affiliated Hospital of Soochow University, Suzhou 215004, Jiangsu, China;
2. Department of Gynaecology, The Second Affiliated Hospital of Soochow University, Suzhou 215004, Jiangsu, China;
3. Department of Orthopedics, The Third People's Hospital of Wuxi, Wuxi 214000, Jiangsu, China;
4. Osteoporosis Institute of Soochow University, Suzhou 215004, Jiangsu, China
Abstract: Objective To explore correlation among ferritin (Fer), estrogen (E2) and bone turnover biomarkers in female cynomolgus of different ages. Methods Serum of E2, Fer, procollagen 1 N terminal peptide (P1NP), and carboxy terminal telopeptide of collagen type 1(CTX) of 16 younger (8-10 years) and 16 older (18-20 years) female cynomolgus were detected respectively by electrochemical luminescence (ECLI). Results E2 level in older group (257.41±244.64 pmol/L) of E2 was significantly lower than the younger group (419.11±387.33 pmol/L) (P < 0.05); Fer level of the older group (11.02±5.19 μg/L) was significantly higher than the younger group (9.57±6.53 μg/L)(P < 0.05).P1NP and CTX level in older group was both significantly lower than the younger group (P < 0.05). Conclusion With the decrease of estrogen, ferritin increased with age in female cynomolgus. The relationship between estrogen and ferritin of cynomolgus was consistent with the aged human female. However, the change of bone turnover markers of cynomolgus was contrary to the aged human female.
cynomolgus     estrogen     ferritin     markers of bone turnover    

已有研究表明，女性绝经后，随着体内雌激素 (estrogen，E2) 水平的下降，同步伴随着铁的蓄积[1]，而铁的蓄积通过活性氧影响成骨及破骨细胞的增生，进而导致骨质疏松症的发生、发展[2-3]。食蟹猴作为灵长类动物，其生物学特征与人类相似，且雌性食蟹猴具有规律的月经周期[4]，是研究雌激素与骨质疏松的理想模式动物。关于食蟹猴E2的检测，国内外已有报道，但其血清铁蛋白 (ferritin，Fer) 的测定未见报道。本实验以苏州西山生长的成年纯种雌性食蟹猴为研究对象，测定血清中的E2与Fer的含量，观察E2与Fer间变化规律与人类的相似性，并且同时检测骨转换指标，积累基础数据，以期将食蟹猴作为深入研究E2、铁蓄积与骨质疏松间关系的动物模型。

对象与方法 对象与分组

健康雌性食蟹猴32只，共分2组，其中8~10岁年轻成熟组16只，平均年龄8.5岁；18~20岁老龄组16只，平均年龄18.5岁，体质量3.5~5.5 kg，由江苏苏州西山中科实验动物有限公司提供，实验动物许可证号：SCXK (苏)2012-0009。实验动物均被单独饲养于不锈钢笼具中，给与自由摄食和饮水，并辅以清洁水果。

方法

所有动物均于上午空腹采血3 mL，3 500 r/min，4 ℃，10 min离心所得上层血清，每管分装300 μL血清。雌激素及铁蛋白试剂均为罗氏 (Roche公司) 提供，采用罗氏Cobas 6000电化学发光法检测。

统计学方法

实验测定结果采用统计分析软件Prism (GraphPad) 进行分析，实验所得数据用均数±标准差 (x±s) 表示，采用t检验，以P < 0.05为差异有统计学意义。

结果

年轻成熟组食蟹猴血清E2为 (419.11±387.33) pmol/L，老龄组E2为 (257.41±244.64) pmol/L，两组比较，差异有统计学意义 (P < 0.05)。

年轻成熟组食蟹猴血清Fer为 (9.57±6.53)μg/L，老龄组Fer为 (11.02±5.19)μg/L。两组比较，差异有统计学意义 (P < 0.05)(图 1)。

图 1 两组血清Fer水平比较 Figure 1 Comparison of serum Fer level between younger group and older group Fer：铁蛋白；*P < 0.05
图选项

年轻成熟组食蟹猴血清1型骨胶原氨基末端肽 (procollagen 1 N terminal peptide，P1NP) 为 (316.4±46.25)μg/L，老龄组P1NP为 (147.7±38.14)μg/L。两组比较，差异有统计学意义 (P < 0.05)(图 2)。

图 2 两组血清P1NP水平比较 Figure 2 Comparison of serum P1NP level between younger group and older group P1NP：1型骨胶原氨基末端肽；*P < 0.05
图选项

年轻成熟组食蟹猴血清1型胶原羧基末端肽 (carboxy terminal telopeptide of collagen type 1, CTX) 为 (594.00±73.32) ng/L，老龄组CTX为 (342.00±49.18) ng/L。两组比较，差异有统计学意义 (P < 0.05)(图 3)。

图 3 两组血清CTX水平比较 Figure 3 Comparison of serum CTX level between younger group and older group CTX：1型胶原羧基末端肽；*P < 0.05
图选项
讨论

非人类灵长类动物价格昂贵，饲养、给药、检测及管理都较为困难，所以目前骨质疏松研究领域的常见实验动物为大鼠、小鼠、兔、羊等，上述动物都有着各自的优势及不足。譬如大鼠缺乏Haversian系统，皮质骨内骨的重建罕见，同时终身维持活跃的骨构建，而且去卵巢后不发生脆性骨折，承载方式与人类也截然不同；小鼠则存在骨骼太小，可供实验研究的血清较少等缺点；食蟹猴作为人类的近属动物，与其他骨质疏松模型动物相比，具有突出优势：食蟹猴身体保持直立位，骨生物力学特性与人类极为相似，具有Haversian和松质骨重建活性，更为重要的是雌性动物与人类女性有相似的月经周期、动情周期和绝经，而且卵巢功能停止后骨矿密度降低、骨丢失速率等骨反应与绝经期妇女情况相似。所以，进行以食蟹猴为骨质疏松实验动物模型的研究，在骨质疏松研究领域有其不可替代的独特价值。

与人类女性生命周期相对照，食蟹猴各生理阶段出现的年龄大约是人类年龄的1/3。因此本实验选用的8~10岁食蟹猴相当于年轻成熟组，18~20食蟹猴相当于老年组。本实验所测得的两个年龄段雌性食蟹猴E2浓度与黎宗强等[5]，吴天秀等[6]的检测结果相仿，老年组的雌激素水平明显低于年轻成熟组。雌激素对原发性骨质疏松症的发生起决定性作用，这一点已为公认。1940年Alabright[7]首先提出绝经后骨质疏松的发生与体内雌激素减少有关，并首先提倡应用雌激素进行治疗。

铁元素参与调节生物体内细胞诸多生理功能，骨骼的代谢也受铁代谢的影响。血清Fer是反映生物体内铁储存状况的敏感指标。血清Fer是由去铁蛋白 (apoferritin) 和铁核心Fe3+形成的复合物。铁核心Fe3+担负着结合、贮备铁以及维持体内铁的供应的重要作用。在正常女性人群中，已有研究发现随着年龄的增加，血清Fer呈现不断增高的趋势[1]，尤其在绝经前后有明显的变化。Zacharski等[8]的大样本研究结果显示：女性50岁前血清Fer保持低水平并缓慢升高，50~70岁间迅速上升，之后又缓慢升高。Kato等[9]的研究证实：绝经前女性血清Fer平均浓度为43 μg/L，绝经后平均为106 μg/L。关于血清Fer随年龄升高的原因，目前认为主要是调控体内铁反应元件的雌激素水平变化引起的，即雌激素水平下降，铁反应元件功能下降，体内铁储存增加，血清Fer升高。本实验检测的两组不同年龄段雌性食蟹猴血清Fer水平变化亦如人类，老年组血清Fer水平明显高于年轻组。

2006年，Weinberg[10]首先提出了铁蓄积与骨质疏松密切相关。2011年徐又佳和林华[11]认为铁超载对于骨质疏松发生、发展有重要作用。Kim等[12]在分析了940名健康女性3年体检数据后，提出健康绝经女性骨密度下降与血清Fer的升高存在相关性，铁蓄积是加速骨量丢失的一个独立危险因素。近年来，围绕铁蓄积与骨质疏松，国内已有研究人员利用大鼠骨质疏松模型、斑马鱼模型等进行了深入研究[13]，但尚未见利用最接近人类的灵长类动物模型进行相关研究。本研究通过观察不同年龄段成年纯种雌性食蟹猴血清E2与Fer，与正常不同年龄段人类女性的血清E2与Fer变化研究结果[11-12]相一致。

P1NP和CTX是临床常用的观测骨转换的重要指标，前者反应成骨细胞的活性，后者则反应破骨细胞的活性。老年女性绝经后处于高骨转换状态，即P1NP和CTX都有不同程度的升高，并以骨破坏增加为主。本实验结果提示老龄猴的P1NP和CTX较年青成熟猴有明显的降低，即表现出低骨转换趋势。

食蟹猴作为非人灵长类骨质疏松动物模型，可以为研究绝经后女性E2与铁代谢在骨质疏松发生、发展中的作用，提供有意义的基础实验数据。

参考文献
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[5] 黎宗强, 卢晟盛, 江明生, 等. 雌性食蟹猴月经周期雌二醇和孕酮分泌水平的研究[J]. 中国医学研究与临床, 2004, 15 : 1–6.
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[7] Alabright F. Postmenopausal osteoporosis[J]. Trans Assoc Am Physis, 1940, 55 : 298–300.
[8] Zacharski L, Ornstein DL, Woloshin S, et al. Association of age, sex, and race with body iron stores in adults:analysis of NHANES Ⅲ data[J]. Am Heart J, 2000, 140 : 98–104. DOI:10.1067/mhj.2000.106646
[9] Kato I, Dnistrian AM, Schwartz M, et al. Risk of iron overload among middle-aged women[J]. Int J Vitam Nutres, 2000, 70 : 119–125.
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[12] Kim CH, Kim HK, Bae SJ, et al. Association of elevated serum ferritin concentration with insulin resistance and impaired glucose metabolism in Korean men and women[J]. Metabolism, 2011, 60 : 414–420. DOI:10.1016/j.metabol.2010.03.007
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(收稿日期：2016-09-13)