雌激素及白细胞介素6与绝经后骨质疏松的关系
作者：关秀娟 林丽香 庄维特
单位：350001 福州，福建省立医院内分泌研究室
关键词：
中华妇产科杂志980516 研究表明，妇女绝经后雌激素(E2)水平下降，骨矿物质丢失增加，E2替代治疗可有效阻止或延缓骨丢失[1]。 然而，E2对骨骼自稳定的作用机理尚不清楚。近年来认为，细胞因子白细胞介素6(IL-6)是一重要的骨吸收因子，绝经或卵巢切除后，E2水平下降，导致IL-6产生增加，IL-6 刺激破骨细胞大量生成并增强其骨吸收活性，从而导致骨丢失。本研究检测了年轻妇女，围绝经妇女及绝经后妇女的血清E2、IL-6水平与腰椎、股骨颈的骨密度(BMD)，比较E2、IL-6水平的变化对BMD的影响，现将结果报道如下。
, 百拇医药
一、资料与方法
1.研究对象：青年妇女30例(青年组)，年龄20～35岁，月经周期正常；围绝经期妇女30例(围绝经组)，年龄36～45岁，月经紊乱3个月至完全停经2个月内，绝经后妇女30例(绝经组)，年龄44～62岁，完全停经0.5～17年。以上各例均无心、肝、肾脏疾病、糖尿病、无甲状腺机能亢进及甲状旁腺机能亢进，无卵巢切除，无口服免疫调节剂、类固醇皮质激素及非类固醇抗炎药，无体重过低及吸收障碍等。
2.方法：(1)标本收集：收集各例清晨空腹血10 ml(青年妇女与围绝经期妇女在月经期第3～5天取静脉血)，离心后血清置-70℃保存，并在3个月内检测。(2)采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法测定血清IL-6水平：首先将待测血清放置56℃恒温水浴箱中卵育30分钟，进行细胞毒灭活，灭活后血清稀释成4个浓度(1∶4～1∶32)，标准重组人白细胞介素6(rhIL-6)(日本大阪大学工程部提供)稀释成13个不同浓度，分别加入培养孔中，每孔100μl。将配制好的浓度为5×104/ml的B9细胞(荷兰医学工程院提供) 接种于各培养孔中，每孔100 μl，放置37℃含5%的CO2培养箱中培养68小时后取出，加入浓度为5 mg/ml的MTT溶液，每孔10μl，继续培养4小时取出，用酸化异丙醇溶解形成的甲颗粒，在550酶标仪上(美国Bio-Rad公司产品)测定570 nm吸光度(A)。(3)采用双能X线吸收仪DEXA(美国Norland公司产品)测定腰椎(L2～4)及股骨颈的BMD值。(4)采用放射免疫法测定血清E2，卵泡刺激素(FSH)、促黄体生成素(LH)水平(以上药盒由深圳九鼎公司提供)。(5)采用乙二胺四乙酸法测定血清钙(Ca)；采用硫酸亚铁磷钼蓝比色法测定血清磷(P)。
, 百拇医药
3.统计学处理:数据均以x±s表示，组间均数比较采用Mann whitney U方法，对有关数据进行相关回归分析。
二、结果
1.不同浓度的rhIL-6与其各对应的A值具有良好线性关系(r=0.930，P<0.01)，待测血清IL-6水平可由标准曲线方程求出。
从表1可以看出，围绝经组IL-6 水平高于青年组(P<0.01)，绝经组IL-6水平显著高于青年组(P<0.01)及围绝经组(P<0.01)， 且随绝经年数增加而进一步升高。
2.各组间BMD及骨丢失率比较:从表2可以看出，自围绝经期开始BMD已开始下降，围绝经组低于青年组(P<0.05)，绝经组BMD进一步下降，显著低于青年组(P<0.01)及围绝经组(P<0.01)且随绝经年数增加而进一步下降，骨丢失加速。
, 百拇医药
3绝经组血清E2水平：E2持续下降，显著低于青年组(P<0.01)及围绝经组(P<0.01)。绝经组FSH、LH显著升高，3组间Ca、P无明显差异，见表1。
4.BMD与各指标的相关性：BMD与E2呈正相关(r=0. 660，P<0.01)，与IL-6呈负相关(r=-0.794，P<0.01)，与FSH 、LH呈负相关(r=-0.559，P<0.01;r=-0.558，P<0.01)，与Ca、P无明显相关性。
表1 3组间血清性激素IL-6及生化指标比较 组别
例数
E2(nmol/L)
FSH(IU/L)
, 百拇医药
LH(IU/L)
IL-6(kU/L)
Ca(mmol/L)
P(mmol/L)
青年组
30
0.341±0.088
10.38±7.97
11.32±9.09
13.92±6.38
2.39±0.14
1.37±0.22
, http://www.100md.com
围绝经组
30
0.307±0.047
11.58±6.96
13.49±9.23
20.37±7.25
2.37±0.22
1.33±0.25
绝经组
30
0.133±0.049
73.30±54.48
, 百拇医药
44.06±18.84
43.71±12.47
2.39±0.22
1.35±0.30
(绝经年限)
0.5～
11
0.182±0.038
58.48±49.53
43.45±17.63
33.95±11.75
2.38±0.31
, 百拇医药
1.44±0.33
6 ～
12
0.106±0.032
68.89±45.83
44.20±21.35
47.16±9.96
2.37±0.15
1.32±0.33
12～
7
0.103±0.029
, 百拇医药
104.14±66.85
44.78±18.95
53.14±6.16
2.43±0.16
1.26±0.17
表2 3组BMD及骨丢失率比较 组别
例数
L2～4BMD(g/m2)
骨丢失率/年(%)
股骨颈BMD(g/m2)
骨丢失率/年(%)
, http://www.100md.com
青年组
30
1.038±0.115
0.898±0.085
围绝经组
30
0.973±0.093
6.16
0.839±0.104
6.56
绝经组
30
, 百拇医药 (绝经年限)
0.5～
11
0.803±0.077
22.6
0.691±0.045
23.1
6 ～
12
0.700±0.105
32.5
0.649±0.093
, 百拇医药 27.7
12～
7
0.665±0.054
35.9
0.636±0.061
29.2
三、讨论
1.IL-6来源及生物学功能：IL-6可来源于机体许多细胞。现已发现，T、B淋巴细胞、造血干细胞、巨噬细胞、肾小球系膜细胞等，在不同条件下均可产生IL-6。IL-6是一具有广泛生物学功能的细胞因子，在正常条件下，其主要功能是在急性炎症反应过程中作为中介，介导B细胞的增殖与成熟。在正常情况下，IL-6基因表达受严密调控。因此，在循环中几乎检测不出。随着年龄的增长，这种严密调控逐渐放松，即使在无炎症刺激下也可检出[2]。因此，IL-6与许多老年性疾病有关。在骨质疏松中，IL-6作为自分泌、旁分泌因子在骨吸收中起作用。
, 百拇医药
2.IL-6在骨吸收中的作用：近年来，国外学者对IL-6 在骨吸收方面的作用进行了大量研究。Ohsaki等[3] 从骨巨细胞瘤病人的骨中分离出一种巨细胞，其表型与破骨细胞相似，经培养24小时后上清液中含大量IL-6，该细胞有IL-6 mRNA表达。
应用PCR，原位杂交，免疫组化技术发现，骨巨细胞存在IL-6受体，应用IL-6 抗体可显著减少由巨细胞导致的牙本质吸收面积，并呈剂量依赖性。在用IL-6抗体预处理后的骨巨细胞中再加入IL-6，可恢复其骨吸收能力。IL-6可刺激粒-巨噬细胞集落形成单位(CFU-GM) 的发育，并促进其中破骨母细胞的形成[4]，在多发性骨髓瘤[5]、 Paget's病[6]患者的血清和骨髓中，含有大量IL-6， 破骨细胞过度生成而导致局灶性溶骨损害，充分说明IL-6 是一重要的骨吸收因子，绝经后骨丢失增加可能由IL-6介导。
3.IL-6、E2与绝经后骨质疏松的关系：Robet的研究发现，切除小鼠卵巢可导致E2减少，E2减少对破骨细胞形成起上调作用[7]，这一过程是通过骨髓微环境中IL-6 产生增多所致，给予IL-6中和抗体，CFU-GM与破骨细胞的数量可恢复正常。Mark认为， E2作为一种调节器可降低IL-6产生[8]。因此，在E2缺乏时期，降低破骨细胞的形成率与活性的作用丧失，IL-6大量产生，破骨细胞生成增加导致骨吸收增强。Pottratz等[9]在IL-6 基因片段的研究中发现，在IL-6启动基因具有转录活性的近端225bp序列中存在E2受体 ，E2与受体结合后抑制IL-6的基因转录，从而抑制IL-6生成。
, 百拇医药
Poli等[10]在对缺乏IL-6 的小鼠研究中发现，在卵巢切除后，骨髓CFU-GM与破骨细胞并不增加，没有发生卵巢功能丧失后的骨丢失。这些研究证实了E2调控IL-6的产生，支持了我们的研究结果。 综上所述，绝经后骨质疏松的发病机理可能是由于E2水平下降，导致IL-6产生增加所致。参考文献
1 Kalu DW, Chung-ching Liu , Hardin RR, et al. The aged ratmodel of ovarian hormone deficiency bone loss.Endocrinology, 1989,124:7-16.
2 Ershler WB, Sun WH, Binkley N, et al. Interleukin-6 and aging: blood levels and mononuclear cell production increase with advancing age in vitro production is modifiable by dietary restriction. Lymphokine Cytokine Res, 1993,12:225-230.
, 百拇医药
3 Ohsaki Y, Takahashi S, Scarcez T, et al. Evidence for an autocrine/paracrine role for interleukin-6 in bone resorption by giant cells from giant cell tumors of bone.Endocrinology, 1992, 131:2229-2234.
4 Kurihara N , Bertolini D, Suda T, et al. IL-6 stimulates osteoclast-like multinuleated cell formation in long term human marrow cultures by inducing IL-1 release. J Immun, 1990,144:4226-4230.
5 Klein B, Wijdense J, Zhang XG, et al. Murine anti-interleukin-6 monoclonal antibody therapy for a patient with plasma cell leukemia. Blood, 1991,78:1198-1204.
, http://www.100md.com
6 Roodman GD, Kurihara N, Ohsaki Y, et al . Interleukin -6: a patential autocrine/paracrine factor in paget's disease of bone.J Clin Invest, 1992,89:46-52.
7 Jilka RL, Hangoc G, Girasole G, et al. Increased osteo clast development after estrogen loss: mediation by interleukin-6. Science, 257:88-91.
8 Horowitz MC. Cytokines and estrogen in bone: antiosteoporotic effects. Science,1993,260:626-627.
, http://www.100md.com 9 Pottratz S, Bellido T,Mocharla H, et al. 17 β-Estradiol inhibits expression of human interleukin-6 promoter-reporter constructs by a receptor-dependent mechanism. J Clin Invest, 1994,93:844-850.
10 Poli V, Balena R, Fattori E, et al.Interleukin-6 deficient mice are protected from bone Loss caused by estrogen depletion.Embo J,1994,13:1189-1196.
(收稿：1997-06-11 修回：1998-01-21), http://www.100md.com
单位：350001 福州，福建省立医院内分泌研究室
关键词：
中华妇产科杂志980516 研究表明，妇女绝经后雌激素(E2)水平下降，骨矿物质丢失增加，E2替代治疗可有效阻止或延缓骨丢失[1]。 然而，E2对骨骼自稳定的作用机理尚不清楚。近年来认为，细胞因子白细胞介素6(IL-6)是一重要的骨吸收因子，绝经或卵巢切除后，E2水平下降，导致IL-6产生增加，IL-6 刺激破骨细胞大量生成并增强其骨吸收活性，从而导致骨丢失。本研究检测了年轻妇女，围绝经妇女及绝经后妇女的血清E2、IL-6水平与腰椎、股骨颈的骨密度(BMD)，比较E2、IL-6水平的变化对BMD的影响，现将结果报道如下。
, 百拇医药
一、资料与方法
1.研究对象：青年妇女30例(青年组)，年龄20～35岁，月经周期正常；围绝经期妇女30例(围绝经组)，年龄36～45岁，月经紊乱3个月至完全停经2个月内，绝经后妇女30例(绝经组)，年龄44～62岁，完全停经0.5～17年。以上各例均无心、肝、肾脏疾病、糖尿病、无甲状腺机能亢进及甲状旁腺机能亢进，无卵巢切除，无口服免疫调节剂、类固醇皮质激素及非类固醇抗炎药，无体重过低及吸收障碍等。
2.方法：(1)标本收集：收集各例清晨空腹血10 ml(青年妇女与围绝经期妇女在月经期第3～5天取静脉血)，离心后血清置-70℃保存，并在3个月内检测。(2)采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法测定血清IL-6水平：首先将待测血清放置56℃恒温水浴箱中卵育30分钟，进行细胞毒灭活，灭活后血清稀释成4个浓度(1∶4～1∶32)，标准重组人白细胞介素6(rhIL-6)(日本大阪大学工程部提供)稀释成13个不同浓度，分别加入培养孔中，每孔100μl。将配制好的浓度为5×104/ml的B9细胞(荷兰医学工程院提供) 接种于各培养孔中，每孔100 μl，放置37℃含5%的CO2培养箱中培养68小时后取出，加入浓度为5 mg/ml的MTT溶液，每孔10μl，继续培养4小时取出，用酸化异丙醇溶解形成的甲颗粒，在550酶标仪上(美国Bio-Rad公司产品)测定570 nm吸光度(A)。(3)采用双能X线吸收仪DEXA(美国Norland公司产品)测定腰椎(L2～4)及股骨颈的BMD值。(4)采用放射免疫法测定血清E2，卵泡刺激素(FSH)、促黄体生成素(LH)水平(以上药盒由深圳九鼎公司提供)。(5)采用乙二胺四乙酸法测定血清钙(Ca)；采用硫酸亚铁磷钼蓝比色法测定血清磷(P)。
, 百拇医药
3.统计学处理:数据均以x±s表示，组间均数比较采用Mann whitney U方法，对有关数据进行相关回归分析。
二、结果
1.不同浓度的rhIL-6与其各对应的A值具有良好线性关系(r=0.930，P<0.01)，待测血清IL-6水平可由标准曲线方程求出。
从表1可以看出，围绝经组IL-6 水平高于青年组(P<0.01)，绝经组IL-6水平显著高于青年组(P<0.01)及围绝经组(P<0.01)， 且随绝经年数增加而进一步升高。
2.各组间BMD及骨丢失率比较:从表2可以看出，自围绝经期开始BMD已开始下降，围绝经组低于青年组(P<0.05)，绝经组BMD进一步下降，显著低于青年组(P<0.01)及围绝经组(P<0.01)且随绝经年数增加而进一步下降，骨丢失加速。
, 百拇医药
3绝经组血清E2水平：E2持续下降，显著低于青年组(P<0.01)及围绝经组(P<0.01)。绝经组FSH、LH显著升高，3组间Ca、P无明显差异，见表1。
4.BMD与各指标的相关性：BMD与E2呈正相关(r=0. 660，P<0.01)，与IL-6呈负相关(r=-0.794，P<0.01)，与FSH 、LH呈负相关(r=-0.559，P<0.01;r=-0.558，P<0.01)，与Ca、P无明显相关性。
表1 3组间血清性激素IL-6及生化指标比较 组别
例数
E2(nmol/L)
FSH(IU/L)
, 百拇医药
LH(IU/L)
IL-6(kU/L)
Ca(mmol/L)
P(mmol/L)
青年组
30
0.341±0.088
10.38±7.97
11.32±9.09
13.92±6.38
2.39±0.14
1.37±0.22
, http://www.100md.com
围绝经组
30
0.307±0.047
11.58±6.96
13.49±9.23
20.37±7.25
2.37±0.22
1.33±0.25
绝经组
30
0.133±0.049
73.30±54.48
, 百拇医药
44.06±18.84
43.71±12.47
2.39±0.22
1.35±0.30
(绝经年限)
0.5～
11
0.182±0.038
58.48±49.53
43.45±17.63
33.95±11.75
2.38±0.31
, 百拇医药
1.44±0.33
6 ～
12
0.106±0.032
68.89±45.83
44.20±21.35
47.16±9.96
2.37±0.15
1.32±0.33
12～
7
0.103±0.029
, 百拇医药
104.14±66.85
44.78±18.95
53.14±6.16
2.43±0.16
1.26±0.17
表2 3组BMD及骨丢失率比较 组别
例数
L2～4BMD(g/m2)
骨丢失率/年(%)
股骨颈BMD(g/m2)
骨丢失率/年(%)
, http://www.100md.com
青年组
30
1.038±0.115
0.898±0.085
围绝经组
30
0.973±0.093
6.16
0.839±0.104
6.56
绝经组
30
, 百拇医药 (绝经年限)
0.5～
11
0.803±0.077
22.6
0.691±0.045
23.1
6 ～
12
0.700±0.105
32.5
0.649±0.093
, 百拇医药 27.7
12～
7
0.665±0.054
35.9
0.636±0.061
29.2
三、讨论
1.IL-6来源及生物学功能：IL-6可来源于机体许多细胞。现已发现，T、B淋巴细胞、造血干细胞、巨噬细胞、肾小球系膜细胞等，在不同条件下均可产生IL-6。IL-6是一具有广泛生物学功能的细胞因子，在正常条件下，其主要功能是在急性炎症反应过程中作为中介，介导B细胞的增殖与成熟。在正常情况下，IL-6基因表达受严密调控。因此，在循环中几乎检测不出。随着年龄的增长，这种严密调控逐渐放松，即使在无炎症刺激下也可检出[2]。因此，IL-6与许多老年性疾病有关。在骨质疏松中，IL-6作为自分泌、旁分泌因子在骨吸收中起作用。
, 百拇医药
2.IL-6在骨吸收中的作用：近年来，国外学者对IL-6 在骨吸收方面的作用进行了大量研究。Ohsaki等[3] 从骨巨细胞瘤病人的骨中分离出一种巨细胞，其表型与破骨细胞相似，经培养24小时后上清液中含大量IL-6，该细胞有IL-6 mRNA表达。
应用PCR，原位杂交，免疫组化技术发现，骨巨细胞存在IL-6受体，应用IL-6 抗体可显著减少由巨细胞导致的牙本质吸收面积，并呈剂量依赖性。在用IL-6抗体预处理后的骨巨细胞中再加入IL-6，可恢复其骨吸收能力。IL-6可刺激粒-巨噬细胞集落形成单位(CFU-GM) 的发育，并促进其中破骨母细胞的形成[4]，在多发性骨髓瘤[5]、 Paget's病[6]患者的血清和骨髓中，含有大量IL-6， 破骨细胞过度生成而导致局灶性溶骨损害，充分说明IL-6 是一重要的骨吸收因子，绝经后骨丢失增加可能由IL-6介导。
3.IL-6、E2与绝经后骨质疏松的关系：Robet的研究发现，切除小鼠卵巢可导致E2减少，E2减少对破骨细胞形成起上调作用[7]，这一过程是通过骨髓微环境中IL-6 产生增多所致，给予IL-6中和抗体，CFU-GM与破骨细胞的数量可恢复正常。Mark认为， E2作为一种调节器可降低IL-6产生[8]。因此，在E2缺乏时期，降低破骨细胞的形成率与活性的作用丧失，IL-6大量产生，破骨细胞生成增加导致骨吸收增强。Pottratz等[9]在IL-6 基因片段的研究中发现，在IL-6启动基因具有转录活性的近端225bp序列中存在E2受体 ，E2与受体结合后抑制IL-6的基因转录，从而抑制IL-6生成。
, 百拇医药
Poli等[10]在对缺乏IL-6 的小鼠研究中发现，在卵巢切除后，骨髓CFU-GM与破骨细胞并不增加，没有发生卵巢功能丧失后的骨丢失。这些研究证实了E2调控IL-6的产生，支持了我们的研究结果。 综上所述，绝经后骨质疏松的发病机理可能是由于E2水平下降，导致IL-6产生增加所致。参考文献
1 Kalu DW, Chung-ching Liu , Hardin RR, et al. The aged ratmodel of ovarian hormone deficiency bone loss.Endocrinology, 1989,124:7-16.
2 Ershler WB, Sun WH, Binkley N, et al. Interleukin-6 and aging: blood levels and mononuclear cell production increase with advancing age in vitro production is modifiable by dietary restriction. Lymphokine Cytokine Res, 1993,12:225-230.
, 百拇医药
3 Ohsaki Y, Takahashi S, Scarcez T, et al. Evidence for an autocrine/paracrine role for interleukin-6 in bone resorption by giant cells from giant cell tumors of bone.Endocrinology, 1992, 131:2229-2234.
4 Kurihara N , Bertolini D, Suda T, et al. IL-6 stimulates osteoclast-like multinuleated cell formation in long term human marrow cultures by inducing IL-1 release. J Immun, 1990,144:4226-4230.
5 Klein B, Wijdense J, Zhang XG, et al. Murine anti-interleukin-6 monoclonal antibody therapy for a patient with plasma cell leukemia. Blood, 1991,78:1198-1204.
, http://www.100md.com
6 Roodman GD, Kurihara N, Ohsaki Y, et al . Interleukin -6: a patential autocrine/paracrine factor in paget's disease of bone.J Clin Invest, 1992,89:46-52.
7 Jilka RL, Hangoc G, Girasole G, et al. Increased osteo clast development after estrogen loss: mediation by interleukin-6. Science, 257:88-91.
8 Horowitz MC. Cytokines and estrogen in bone: antiosteoporotic effects. Science,1993,260:626-627.
, http://www.100md.com 9 Pottratz S, Bellido T,Mocharla H, et al. 17 β-Estradiol inhibits expression of human interleukin-6 promoter-reporter constructs by a receptor-dependent mechanism. J Clin Invest, 1994,93:844-850.
10 Poli V, Balena R, Fattori E, et al.Interleukin-6 deficient mice are protected from bone Loss caused by estrogen depletion.Embo J,1994,13:1189-1196.
(收稿：1997-06-11 修回：1998-01-21), http://www.100md.com