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围产期氧化应激与生命早期骨骼发育:一项基于REMS技术的初步研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月13日 来源:Global Pediatrics
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本研究针对围产期氧化应激(OS)如何影响婴儿早期骨骼发育这一未知领域,利用射频回声多谱技术(REMS)进行无创评估。研究人员通过测量脐带血总抗氧化能力(TAC)、蛋白氧化产物(AOPP)和DNA氧化标志物(8OH-dG),发现TAC与出生体重、身长及头围呈正相关,而氧化损伤标志物与6及12月龄时的REMS Z评分负相关。结果表明围产期氧化平衡对骨骼发育具有关键作用,REMS技术为婴幼儿骨健康监测提供了安全可靠的新工具,对探索生命早期骨骼编程机制及预防远期骨质疏松具有重要意义。
在生命最初的旅程中,骨骼的构建如同搭建一座承重一生的建筑,其基础牢固与否直接关系到未来的健康蓝图。科学家们早已发现,峰值骨量的达成是预防骨质疏松的关键,而这一过程从胎儿期就已启动。母体的营养状况和健康状态如同工匠手中的蓝图,深刻影响着胎儿骨骼的矿物质积累和结构形成。近年来,一个潜在的"破坏者"逐渐浮出水面——围产期氧化应激(Oxidative Stress, OS)。动物实验表明,过量的自由基可能干扰骨骼的正常发育,例如向鸡胚胎注射自由基发生器会导致骨骼变短。然而,在人类婴儿中,氧化应激究竟如何影响生命第一年的骨骼发育,仍是一个未被探索的奥秘。传统的骨密度评估方法如双能X线吸收测定法(DXA)存在辐射暴露问题,不适用于婴幼儿的重复监测,这使得追踪早期骨骼发育轨迹面临技术瓶颈。
为了解开这个谜团,一支来自意大利帕尔马大学的研究团队在《Global Pediatrics》上发表了一项创新性研究。他们采用了一种名为射频回声多谱技术(Radiofrequency Echographic Multi Spectrometry, REMS)的全新无辐射成像技术,对一组健康足月婴儿进行了为期一年的追踪,探索围产期氧化平衡状态与早期骨骼发育的关联。
研究团队采用了多项关键技术方法:首先建立了由65名健康足月新生儿组成的出生队列,采集动脉脐带血样本;通过比色法试剂盒和竞争性ELISA法检测了氧化应激生物标志物包括总抗氧化能力(TAC)、高级氧化蛋白产物(AOPP)和8-羟基-2′-脱氧鸟苷(8OH-dG);使用REMS技术于3、6和12月龄时对婴儿股骨进行扫描评估骨质量;采用标准化的人体测量方法定期收集婴儿的生长发育参数;最后运用相关分析和线性回归进行统计学处理。
研究结果揭示了多个重要发现:
通过相关性分析发现,脐带血总抗氧化能力(TAC)水平与出生体重、身长和头围均呈现显著正相关关系,相关系数分别为0.51、0.40和0.42。这种正相关关系在生活1个月时仍然保持,TAC与1月龄体重和身长的相关系数分别为0.36和0.51。
氧化损伤标志物与REMS Z评分的关联分析显示,较高的氧化损伤水平与较低的骨骼质量评分相关。8OH-dG与6月龄REMS Z评分呈负相关(r=-0.33),而AOPP与12月龄REMS Z评分呈现更强的负相关(r=-0.64)。
REMS技术可靠性评估表明,不同时间点获得的REMS Z评分具有良好的一致性。3月龄与6月龄评分间相关系数为0.53,6月龄与12月龄评分间相关系数为0.29。
意外发现是,REMS Z评分与3月龄头围也存在显著正相关(r=0.48),提示颅骨发育与骨骼质量可能存在共同的影响因素。
研究结论与讨论部分强调了本研究的理论与实践意义。研究人员指出,围产期氧化应激状态与早期骨骼发育存在显著关联,脐带血中较高的抗氧化能力与较好的出生体格发育和早期生长表现相关,而氧化损伤标志物则与较低的生命第一年末骨质量评分相关。这一发现为"健康与疾病发育起源"学说提供了新的证据,表明子宫内的氧化还原环境可能通过表观遗传机制对骨骼发育进行长期编程。
特别值得关注的是,REMS技术在本研究中首次被证明能够可靠地追踪婴儿期骨骼发育变化,不同时间点测量结果间显示出显著相关性。这项无辐射技术为儿科骨健康监测开辟了新途径,有望成为从婴儿期到成年期骨骼发育长期追踪的理想工具。
研究还发现了氧化应激标志物与REMS评分间的负相关关系,这与先前的基础研究结果一致。动物实验表明,过氧化氢微注射可下调COL1A2、BMP和RUNX2等成骨关键基因,导致胚胎缩短和骨骼发育受损;烷氧自由基可通过降解SOX9(软骨形成和骨化的关键转录因子)诱导胚胎软骨细胞铁死亡。
头围与REMS评分的相关性是一个有趣的发现,虽然头围通常被视为脑容积和神经发育的替代指标,但其与骨质量的关联提示颅骨和骨骼发育可能受到共同的基础因素影响,如营养状况、内分泌信号和围产期氧化还原稳态。
本研究虽然存在样本量有限、人群同质性高、观察性设计等局限性,但作为首项探索围产期氧化应激与人类婴儿骨骼发育关系的研究,提供了宝贵的基础数据。研究结果支持了围产期氧化平衡在早期生长和骨骼发育中的关键作用,为未来制定针对孕妇抗氧化状态的干预策略提供了理论依据,同时也展示了REMS技术在儿科骨健康评估中的巨大潜力。未来的研究方向包括扩大样本规模、纳入高风险人群(如早产儿、宫内生长受限婴儿),以及探索氧化应激影响骨骼发育的分子机制,为预防生命周期中的骨骼疾病提供新思路。
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