超加工食品通过Contochondral骨化靶向骨质质量

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这里选择的饮食举例说明了Western Upd，具有不平衡的微型和Macronurients水平。 12实验设计包括两组：对照组，饲喂标准大鼠饮食，以及UPF + CSD组，其喂养由典型的UPF餐（参见制备方法）和热饮料。所有大鼠都有可怕的食物和液体。

在实验期间，测量所有大鼠的体重和总体长度。此外，股骨和腰椎长度在实验的3和6周后评估μCT。在UPF + CSD组中减少重量增益（图1A​​），并且在该组中总体和股骨长度显着短比对照组（图1B，C）。令人惊讶的是，尽管UPF + CSD组的生长迟钝，但热量摄入量（来自食物和热饮料）显着更高（图1D）。这些结果表明，UPD消费特技增长，但这不是由于热量缺乏。

超加工饮食的消耗导致生长延迟和骨结构和生物力学性能的改变。获得了对生长大鼠的标准饮食的对照组进行了比较了接受基于UPF和热量饮料的饮食的UPF + CSD组。体重。 b从鼻子到尾部的总长度。使用Skyscan软件测量6和9周的C股骨长度。 D每日热量摄入量（kcal·d -1每个大鼠）。 E-O股骨μCT在9周龄的分析。 E-H Tabecular参数：骨骼体积分数（BV / TV），小梁数（Tb.N），小梁厚度（Tb。Th）和小梁分离（TB.SP）。 I-L皮质参数：皮质面积分数（CT.AR/TT。AR），平均皮质厚度（CT.TH），髓鞘区域（MA.AR）和骨矿物密度（BMD）。 M-O骨孔隙度参数：皮质孔隙率（CT.PO），孔数（PO。N）和总孔体积（PO。V）。 P大鼠皮质骨横截面的P光显微镜图像代表皮质骨孔隙率。 Q生物力学特性：刚度（n·mm -1），产率（n），断裂载荷（n），最大载荷（n）和骨折（n·mm）的能量，通过三点弯曲试验评估。 R代表性的三点弯曲负载 - 位移曲线和UPF + CSD骨骼。由Amira软件可视化的股骨骨横截面的代表性3D图像，箭头指示皮质厚度。值表示为平均值±SD，n = 8. * p＆lt; 0.05与对照相比

为了评估骨质质量的效果，慢性扫描股骨和腰椎以检查它们的小梁和皮质骨质性质。

UPF + CSD组的小梁骨参数差不等于控制器。股骨的骨体积分数（BV / TV）显着下降，从35.54％到19.17％，分别在6和9周的23.06％至16.27％。在UPF + CSD组中，股的平颌骨数（Tb.N）和平颌骨厚度（Tb。Th）显着较低，而小梁分离（Tb.sp），其表示小梁之间的平均距离，显着在两个时间点的对照组中高于对照组（图1E-H和补充表1）。基于UPF + CSD对照组的小梁分析（补充表1）的小梁分析，椎骨分析显示出非常相似的模式（补充表1）。

此外，与喂养对照饮食的大鼠相比，UPF + CSD组的皮质骨分析表现出严重的恶化。有害效应包括皮质面积分数（CT.AR/tt.AR）和BMD的下降，为消耗UPF + CSD的大鼠的30％降低（图1I，L和补充表1）。 CT。 PO在UPF + CSD组中显着高。 UPF + CSD组的孔隙（PO。N）的数量越高，孔的总体积增加（PO。V）增加了47倍（图1M-O，补充表1）。与对照组中的正常看皮质相比，来自两组的典型横截面揭示了UPF + CSD组中皮质骨的筛样外观（图1P）。

对骨骼的机械性能具有最大影响的三种结构参数是皮质骨的几何形状，矿物质密度和孔隙率。我们的结果导致我们预期股骨的机械刚度和强度的恶化，因此进行了股骨的三点弯曲试验。 17在骨骼机械参数（例如刚度，屈服载荷，最大载荷和断裂载量）中证明了显着且显着的减少（图1Q，R，补充表1）。

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UPF组表现出编码BMP抑制剂Follistatin（FST），Noggin（Nog），GDF10和抑制β的亚基（InHBA）的基因表达增加，表明BMP信号传导的衰减（图4D-G）。此外，转录因子性别测定区y（Sry）-box 9（Sox9）的表达在UPF基团中串联上调，随着下游基因GDF10，Acan，Col2和Col10的表达而显着增加（图。4H-K）。 BMP和SOX9是GP软骨细胞增殖和分化的关键调节因子，暗示了这些过程的损害。总之，这些结果表明，增殖和分化的不平衡导致混乱的GP结构。

与扩大的GP一致，通过牙本质基质酸性磷蛋白1（DMP1）和磷酸盐调节内肽酶同源物X键（PHEX）的下调，在UPF组中改变了矿化过程，编码了增强矿化，22,23和编码基质Gla蛋白（MGP）的基因上调，矿化抑制剂。 24有趣的是，矿化下调，血管化基因（VEGFA，VEGFB，VEGFC和PECAM-1）没有差异表达（图4L-O）。这表明由于血管形成的破坏，矿化不会改变。刘等。图19显示DMP1或PHEX敲除导致FGF23的升高，结果为次磷酸性佝偻病。 19，我们的模型并非如此，其中血清分析显示出降低的FGF23，高磷脂血症和低钙血症，其次是高水平的PTH和低水平的骨蛋白酶（OPG），表明正在发生骨吸收（补充表3）。相应地，皮质疏水阀染色与UPF组中的孔隙率增加相同地显示出更高的破骨细胞活性（补充图1）。

总之，UPF组的GP转录组显示出似乎是破坏的EO，随着ECM形成和降解和增殖分化机制和矿化的改变。

为了确定观察到的表型的主要原因，其特征在于生长迟发，骨质质量劣化和改变的mRNA谱，进行了一系列动物试验（补充图2）。

该研究中使用的软饮料包含高水平的磷酸，这可能与骨矿物的累积减少相关。因此，我们进一步研究了这种软饮料对代谢和骨参数的具体效果。大鼠接受了均衡的控制饮食，用热饮料或非无碱性软饮料。没有戏剧性的

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