凝溶胶蛋白与绝经后女性股骨颈及腰椎骨密度的相关性研究

程毅 江共涛 胡和军 魏星星 徐南云

江西省南昌市洪都中医院，江西 南昌 330000

骨质疏松症是一种系统性慢性骨骼疾病，其特点是骨量减少，骨结构发生改变，导致骨骼脆性增加，多发生在髋部和腰椎，增加该部位的骨质疏松性骨折风险。在骨质疏松症的发生中涉及多种因素，可分为遗传因素(75 %)和外部因素(25 %)[1]。对于健康女性来说，骨密度(BMD)从婴儿期到成年期随着年龄的增长而逐渐增加。在20～25岁达到高峰后，直到45～55岁(绝经期前)相对稳定。由于生理状态剧烈变化，即在绝经期，受到荷尔蒙和机体激素变化影响，BMD会迅速下降。骨质疏松症的患病率和骨质疏松性骨折的发生率在女性中远远高于男性。数据显示全球近10 %人口和30 %绝经后妇女患有骨质疏松症[2]。

凝溶胶蛋白(GSN)是一种丰富的循环蛋白，也是胶溶蛋白超家族的基础蛋白，在Ca2+和pH的调控下，其通过切断、封端肌动蛋白丝，或使肌动蛋白聚集成核等方式来控制肌动蛋白的结构。此外，GSN在哺乳动物和非哺乳动物的组织和器官中具有多种功能。GSN在调节细胞凋亡、肿瘤进展、吞噬、肌动蛋白活性调节、血小板形成和细胞运动等方面发挥重要作用[3-6]。在创伤、烧伤、急性肝损伤、特发性肺损伤、细菌和原生动物败血症患者中GSN水平显著降低[7]。在最近一项定量蛋白质组学和综合网络分析中发现GSN基因是骨质疏松症一个新的调节基因[8]。另外一项蛋白质组学研究结果表明，在BMD极不协调的中国绝经前女性中，循环单核细胞(CMCs，破骨细胞前体)中GSN蛋白表达水平存在显著差异[9]。

因此，GSN可能是影响绝经后女性BMD的一个重要蛋白，能成为一个全新预测骨质疏松症的潜在生物标志物。

为阐述其临床意义，本研究进行一项临床观察研究，通过对比绝经前女性与绝经后女性的数据明确GSN、BMD是否存在差异，并进一步分析GSN与BMD之间关系。现报道如下。

1 材料和方法

1.1 一般资料

选取我院2015年1月至2019年5月期间在我院正常体检人员。排除标准：①慢性疾病涉及重要器官(心、肺、肝、肾、脑)；②严重的代谢性疾病(甲状旁腺、肾上腺)；③其他骨骼疾病(如佩吉特氏病、成骨不全症、类风湿性关节炎)；④长期使用皮质类固醇、雌激素、甲状腺激素等药物影响骨代谢；⑤营养不良状况(如慢性腹泻、慢性溃疡性结肠炎)；⑥内分泌疾病、胃肠道疾病(克罗恩病、吸收不良)继发性骨质疏松症；⑦根据月经史，绝经后至少1年以上体检人员。最终纳入绝经后女性110名。与此同时，在我院体检中心选择非绝经期女性110例。本研究纳入对象均获得相关知情同意且签署相关知情同意书。本研究经我院伦理委员会通过且获得批准。

1.2 数据收集

一般资料：收集体检时入组对象年龄、体质指数(BMI)、吸烟史、血压[收缩压(SBP)、舒张压(DBP)]。血液指标收集：用自动分析仪测定总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)，低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)、空腹血糖(FBS)。采用Hologic©QDR-4500 DXA骨密度仪测定股骨颈、腰椎(L1-L4)的BMD。BMD数据以g/cm2和T评分表示。根据世界卫生组织标准[10]：T评分<-2.5定义为骨质疏松症，T评分在-1～-2.5间定义为骨量减少，T评分>-1定义为骨密度正常(正常BMD组)。骨质疏松症或骨量减少在本研究中定义为低BMD组，骨密度正常定义为正常BMD组。体检当天于早晨8:00空腹抽取入组对象静脉血15 mL，从抗聚集全血中分离血浆，保存在-80℃深冷冻柜中。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定pGSN水平。ELISA检测GSN的下限为10 μg/mL，上限为100 μg/mL。

1.3 统计学处理

2 结果

2.1 绝经前后女性临床特点分析

绝经后女性年龄、SBP、DBP、TC、FBS高于绝经前女性(P<0.05)；而股骨颈-BMD、腰椎(L1-L4)-BMD、pGSN低于绝经前女性(P<0.05)。见表1。

表1 绝经前后女性临床特点分析Table 1 Clinical characteristics analysis of postmenopausal women before and after

2.2 不同组别的BMD临床特点比较

股骨颈-BMD组中，低BMD组的年龄、吸烟比例、TC、FBS、GSN高于正常BMD组(P<0.05)；而BMI、HDL低于正常BMD组(P<0.05)。腰椎(L1-L4)-BMD组中，低BMD组的年龄、TC、FBS、GSN高于正常BMD组(P<0.05)；而BMI、HDL低于正常BMD组(P<0.05)。见表2。

表2 不同组别的BMD临床特点比较Table 2 Comparison of clinical characteristics of BMD in different

2.3 股骨颈-BMD、腰椎(L1-L4)-BMD与临床资料的相关性分析

股骨颈-BMD与年龄、吸烟、FBS、pGSN呈负相关(r=-0.435、-0.301、-0.243、-0.609)，与HDL、BMI呈正相关(r=0.395、0.365)。腰椎(L1-L4)-BMD与年龄、pGSN呈负相关(r=-0.463、-0.433)，与BMI呈正相关(r=0.398)。见表3及图1。

表3 BMD与临床资料的相关性分析Table 3 Correlation analysis of BMD and clinical data

图1 股骨颈-BMD、腰椎(L1-L4)BMD与pGSN散点图Fig.1 Scatter plot of femoral neck -BMD, lumbar spine (L1-L4)BMD and pGSN

2.4 股骨颈-BMD、腰椎(L1-L4)-BMD多元线性回归分析

将单因素分析有差异指标纳入多元线性回归中，得出：年龄、BMI、GSN是股骨颈-BMD独立影响因素；年龄、GSN是腰椎(L1-L4)-BMD独立影响因素。见表4。

表4 股骨颈-BMD、腰椎(L1-L4)-BMD多元线性回归分析结果

3 讨论

本研究旨在探讨股骨颈-BMD、腰椎(L1-L4)-BMD与绝经后女性pGSN水平的关系。本研究证实，较绝经前女性相比，绝经后女性pGSN水平显著增高。在股骨颈低BMD组及腰椎(L1-L4)低BMD组观察到pGSN水平显著增高。进一步的研究发现，pGSN是股骨颈-BMD、腰椎(L1-L4)-BMD的独立影响因素。因此，GSN水平升高可能预测绝经后女性骨质疏松症的发生及进展。但是，具体影响机制可能需要进一步研究。

绝经后女性骨代谢是一个非常复杂生物过程，受遗传、环境因素、基因表达的影响和调控。在本研究中，我们观察到绝经后女性GSN水平显著增高。我们猜测GSN水平增高可能与绝经后集体激素代谢紊乱有关。这一点在既往研究中被证实。GSN水平受性别因素影响，其中性激素起到关键作用。研究证实，GSN在调节雄激素介导的破骨细胞形成和骨吸收中起调节作用[11]。GSN是否与雌激素相互作用影响骨代谢和骨密度，目前尚不清楚，有待进一步研究。

骨代谢平衡主要取决于骨重塑与骨吸收之间的动态关系。从本质上讲，成骨细胞和破骨细胞是参与该动态平衡的关键细胞。成骨细胞来源于骨髓基质间充质干细胞(骨祖细胞)，负责骨基质合成及其矿化。破骨细胞是唯一能够吸收骨的细胞，由单核细胞和巨噬细胞系列的造血前体形成。破骨细胞可以降解骨基质，包括细胞外基质和一些矿物质成分，对骨重建和维持钙平衡至关重要[12]。GSN在破骨细胞胞体组装、细胞快速运动、信号转导、破骨细胞活化和黏附中起关键作用。它通过整合素组装胞体，促进细胞快速运动和信号转导[7]。GSN调节肌动蛋白的聚合/解聚，主要在肌动蛋白骨架组织中对肌动蛋白丝的切断和封盖起着重要作用。在细胞迁移和黏附中也起着重要作用。Liao等[13]证实GSN高表达促进宫颈癌细胞增殖和迁移，表明，GSN参与细胞迁移和黏附。GSN缺乏的破骨细胞中不能产生足小体，降低机体骨吸收，增加骨量和强度[14]。GSN可在整合素激活时将破骨细胞连接到骨基质，最终激活破骨细胞进行骨吸收。在骨吸收过程中，GSN协助黏附相关信号蛋白聚集到破骨细胞的质膜上，参与破骨细胞肌动蛋白环的形成与调控[15]。对于外周骨骼，血液循环是CMCs进入骨表面的唯一途径。因此，CMCs作为破骨细胞的前体，CMCs向骨微环境的跨内皮运动是其向活性破骨细胞分化的基础。CMCs与血管内皮黏附、形态学改变以及跨内皮细胞运动等生物学活动都是由GSN参与调控[16]。在本研究中，我们观察到GSN水平是股骨颈-BMD、腰椎(L1-L4)-BMD的独立影响因素。即GSN水平升高可能预测是股骨颈的BMD、腰椎(L1-L4)的BMD降低。这与Wang等[17]的研究结果一致。他们的研究证实GSN与中国绝经后妇女的髋部骨密度有关，GSN可能是骨质疏松症的潜在危险生物标志物。

在本研究中，我们同时观察到年龄是股骨颈及腰椎(L1-L4) BMD的独立影响因素。衰老是包括人类在内的动物的一种退化过程，包括对疾病的易感性增加、生理上的不利变化以及丧失灵活性和敏捷性。机体骨骼密度降低被认为是机体老化的典型代表[18]。骨结构重塑中随着年龄的增长骨量和密度减少。女性在绝经前后的骨密度下降受到年龄的影响可能更为严重[19]。在长骨中观察到，年龄越大，在骨内表面，骨吸收通常超过骨形成，因此小梁或骨髓空间通常随着年龄增长而扩大；在骨膜表面，骨形成通常超过骨吸收，因此骨直径通常随着年龄增长而增大。骨内吸收和骨膜扩张可引起骨量和骨体积的减少[20]。因此，股骨颈的BMD显著受到年龄影响。而在腰椎的BMD中，年龄增长会降低骨小梁的分布密集性。需要指出的是BMI是股骨颈BMD的独立影响因素。在最近的一项研究[21]中发现，BMI与绝经后女性BMD无相关性。在另外一项研究中，BMD与绝经后女性BMD呈显著负相关[22]。这与本研究的结果相似。因此，对于BMI对绝经后女性BMD的影响需要更多研究来阐述清楚。本研究存在局限性。首先，本研究样本量较小，可能对产生的结论产生偏倚。其次，绝经的时间可能对BMD产生一定的影响，而在本研究中对绝经的时间并未明确定义及统计，未来需要进一步的排除混杂因素来证实本研究的结论。最后，纳入的患者是否使用抗骨质疏松药物进行预防或治疗，我们也并未进行统计。

综上所述，本研究通过临床观察发现绝经后女性GSN水平显著增高。GSN是股骨颈-BMD、腰椎(L1-L4)-BMD的独立影响因素。因此，GSN水平升高可能预测绝经后女性骨质疏松症的发生及进展。但是，具体的影响机制可能需要进一步研究。