论文总字数：17334字

摘 要

骨骼属于动物机体器官的一种，作为一种重要的器官它支撑着我们整个生物体，并且需要时刻处于连续不断的新陈代谢之中。骨骼的代谢在正常情况下须处于一定的动态平衡，主要表现在骨重建过程之中，包括骨吸收和骨形成两个最为重要的过程。然而，遗传、性别、营养、生活环境等生理调节因素^[1]均会影响骨代谢，但是最终受到内分泌调节的影响使得骨吸收未能与骨形成达到动态平衡，骨质疏松往往是由于骨吸收的速率或程度大于了骨形成而导致了骨量的减少，骨密度降低，进而发展为骨质疏松症。目前对于骨质疏松的研究已经证实骨质疏松症来源于内分泌失调，在骨质疏松症的发病过程中，必然伴随着血液中骨代谢生化指标的变化，且这些变化比骨密度的下降更为敏感^[2]。因此血液中各类骨代谢血液生化指标即可作为对各类骨病诊断、预测，治疗与研究的重要参考。

在该课题中，我们采用酶联免疫法（简称ELISA法）即将抗原-抗体的特异性反应同酶的催化反应的高效性相结合而成的一种目前来说应用十分广泛的综合性检测技术。我们将用它对血清样本中的骨碱磷酸酶（Bone alkalin phosphatase, BAP)、Ⅰ型前胶原氨基端前肽（N-terminal propeptide of type I collagen，PINP）、Ⅰ型前胶原羧基端肽（Type I collagen C-telopeptide，CTX）、抗酒石酸酸性磷酸酶(Tartrate-resistant acid phosphatase,TRACP)这几项有代表性的相对研究比较广泛的骨转化指标进行测定。

近年来，由于认识到了生物体的复杂性，全球医药研究尤其是分子医学领域的研究对疾病的诊断和治疗正在趋于整体化，进入一个系统性的分析时代^[3]。通过现代分析技术对体液中的代谢物进行测定，考察其变化情况，同样可以更为迅速地得知机体的生理病理状态，以达到对疾病更为快速灵敏的诊断和预测。本课题中将对几种分析方法做出对比。

关键词：骨质疏松 骨转换指标 酶联免疫法 代谢组学

Abstract

Bone, as an organ of body, keeps metabolizing like the others. The metabolism of bone is manifested by bone remodeling which includes bone resorption and bone formation. Both Resorption and formation are supposed to be kept in a dynamic balance. However, bone metabolism is always impacted by plenty of physiology factors: inheritance, sex, nutrition, living environment, etc. Endocrine modulation, which ultimately infects bone metabolism, brokes the balance between resorption and formation process of bone. Bone resorption level may surpass that of bone formation, which leads to osteopenia, low bone mineral density.Finally it develops into osteoporosis. Since osteoporosis comes from endocrinopathy, bone turnover markers(BTMs) must change along with its formation and development. Therefore, osteoporosis could be diagnosed and predicted by several BTMs.

In this research, we apply ELISA(Enzyme-linked immunosorbent assay)method to the determination of four typical BTMs: bone alkalin phosphatase (BAP), N-terminal propeptide of type I collagen (PINP), Type I collagen C-telopeptide (CTX) and Tartrate-resistant acid phosphatase-5b (TRACP-5b).

As the rapid development of metabonomics, in addition to the realization of the complex of living body, people have been trying to detect many kinds of metabolins in the plasma or serum and select several typical biomarkers. According to the statistics of biomarkers, people could predict or diagnose some diseases, or even clarify the mechanism of them.

Keywords: Osteoporosis; Bone turnover markers; ELISA; Metabonomics

目 录

摘 要

Abstract

目 录

第一章 文献综述

1.1 骨质疏松症

1.2各项骨转换指标的意义

1.2.1骨形成^[2]

1.2.2骨吸收

1.3骨代谢指标临床研究和意义

1.3.1 骨质疏松症的诊断

1.3.2 骨量丢失与骨折风险的评估

1.3.3 抗骨质疏松治疗疗效评价

1.4代谢组学研究的主要优势

1.5 ELISA法检验各项骨转换指标方法原理

1.5.1 双抗体夹心法

1.5.2单克隆抗体捕获法

1.6代谢组学研究的主要方法

1.7数据分析

1.7.1 ROC曲线分析基本原理

第二章 实验材料和方法

2.1试剂盒的选用

2.2 仪器和材料

2.2.1实验器材

2.3 实验方法

2.3.1 血清样品收集处理

2.3.2 ELISA操作过程

2.3.2.1 骨碱性磷酸酶检测

2.3.2.2 抗酒石酸酸性磷酸酶5b检测

2.3.2.3 Ⅰ型前胶原氨基端前肽检测

2.3.3 计算

2.3.4 数据分析处理

2.3.4.1人血清样本代谢组学分析

2.3.4.2 ROC曲线分析

第三章 实验结果与讨论

3.1标准曲线的建立

3.1.1骨碱性磷酸酶

3.1.2抗酒石酸酸性磷酸酶-5b

3.1.3Ⅰ型前胶原氨基端前肽

3.1.4Ⅰ型前胶原羧基端肽

3.2检测结果

3.2.1 ELISA检测结果

3.2.2 GC-MS检测结果

3.2.3 数据处理

3.3 ROC曲线分析

3.3.1针对骨转化指标的ROC曲线分析

3.3.2代谢组特异性生物标志物的ROC曲线分析

第四章 结论

参考文献

致谢

第一章 文献综述

1.1 骨质疏松症

骨质疏松症（osteoporosis，OP）是一种系统性、全身性的骨骼代谢疾病，它的主要特点表现为骨量减少，骨密度降低，骨骼的脆性增加，骨骼微观结构恶化最终导致骨质疏松的发病骨折风险升高。像骨骼这样的器官，与其他器官一样需要不断地推陈出新、更新换代。骨骼的代谢通常称为骨重建过程，它是由骨吸收和骨形成两个重要部分组成的，通常两者在正常成年人体内必须保持在一定的动态平衡状态。现代医学研究证实，骨的新陈代谢十分活跃。在成年人的骨骼中骨重建仍然会在骨生长停止后旺盛地进行。旧骨的不断被吸收并且通过破骨细胞向血液中释放Ca、P等元素，作为骨吸收的逆过程，成骨细胞将血液中的Ca、P元素重新附着于新的骨组织上，从而完成骨矿化作用，这便是新骨形成的过程^[1]。这种骨转化是骨重建中最为重要的过程，可以起到修复骨组织，维持骨骼健康，比如机械强度等正常的生理功能的作用。

然而，骨代谢过程受到诸多关键的生理调节因素的影响，比如遗传、性别、营养、生活环境等，最终最大程度上受到了内分泌调节的影响使得骨吸收的速率大于了骨形成速率，逐渐引发了骨量的减少，并一步步演变为骨质疏松。

1.2各项骨转换指标的意义

1.2.1骨形成^[5]

⑴骨碱性磷酸酶（Bone alkalin phosphatase，BAP）是十分典型的骨转换指标，主要评价骨形成的状况。现代研究发现，血清碱性磷酸酶含量与骨钙素的变化呈显著的正相关，它们也随年龄增长而增加，不过与骨矿物量呈负相关。骨碱性磷酸酶是由成骨细胞合成分泌的细胞表面糖蛋白的一种。BAP反映了成骨细胞的活跃程度，因其具有极高的特异性和敏感性，所以标志着成骨细胞活性的增加。动态检测BAP能够为早期诊断骨质疏松症和判定其疗效提供重要的依据。

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