骨质疏松动物模型

1、 生工生工121 李怡宁李怡宁 2012013903 L 骨质疏松症骨质疏松症 原发性骨质疏松症原发性骨质疏松症 继发继发性骨质疏松症性骨质疏松症 骨质疏松大动物模型骨质疏松大动物模型 骨质疏松骨质疏松(osteoporosis)是以骨组织显微结构是以骨组织显微结构受损受损，骨矿成，骨矿成 分和骨基质等比例地不断减少，分和骨基质等比例地不断减少，骨质变骨质变薄，骨小梁数最减薄，骨小梁数最减 少，骨脆性增加和骨折少，骨脆性增加和骨折危险度危险度升高的一种全身骨代谢障碍升高的一种全身骨代谢障碍 的疾病的疾病。 在研究中发现，骨质疏松症可分为原发性和继发性原发性和继发性，其中 原发性骨质疏松症可分为

2、绝经后骨质疏松症、老年性骨质绝经后骨质疏松症、老年性骨质 疏松症以及疏松症以及遗传性遗传性骨质疏松症骨质疏松症；继发性骨质疏松症可分为 内分泌代谢内分泌代谢性骨质疏松症、营养缺乏性骨质疏松症、性骨质疏松症、营养缺乏性骨质疏松症、药物药物 性骨质疏松症、维性骨质疏松症、维A酸致骨质疏松症。酸致骨质疏松症。 图解：据有关机构评估，到本世纪中叶，中图解：据有关机构评估，到本世纪中叶，中 国国60岁以上人口将超过人口总数的岁以上人口将超过人口总数的30% 骨质疏松症骨质疏松症 原发性骨质疏松症 继发继发性骨质疏松症性骨质疏松症 骨质疏松大动物模型骨质疏松大动物模型 绝经后骨质疏松的动物模裂于1969年

3、首先由Saville用大鼠 建立，后经反复证实，现在双侧双侧卵巢卵巢切除雌鼠骨质疏松模切除雌鼠骨质疏松模 型型已成为标准化的公认的已成为标准化的公认的绝经绝经后骨质疏松症经典病理模型后骨质疏松症经典病理模型。 大鼠寿命为253年，17年左右才进入老年期，人类骨 质疏松症多在中年后期发生，故研究者在制备去势模型时， 常用612月龄大鼠，此时大鼠正好进入中年期，可以复 制出较为符合临床特征的动物模型。 我国学者我国学者用6月龄雌兔去势，半年后骨质疏松模型建立， 证实兔作为骨质疏松模型及采用双侧卵巢切除的方法诱导 兔骨松模型的建立是完全可行的。试验结果还表明兔性成 熟后不久(大约6月龄)骺板闭合，与

4、人类相似，而大鼠骺板 终生存在。因此兔比鼠更接近人类。 老年性骨质疏松症多在65岁以后发生，主要侵犯椎体和髋 骨，与高龄、慢性钙缺乏、骨形成不足有关，属低转换型 骨质疏松症。 SAMP6小鼠属快速老化模型小鼠(Senescence accelerated mouse，SAM)的骨质疏松型，它是仅有的一种能证明增龄 性骨脆性骨折的实验动物。SAM小鼠是日本京都大学竹出 俊男教授和细川昌则教授开发的系列快速老化动物模裂， 分为快速老化的P品系(PenileProne)和正常老化的R品系 (PenileResistant)。其中SAMP6以自然发生快速老化、 短寿、老年性骨质疏松(senile os

5、teoporosis)为特征。 刘锡仪等曾报道用损毁大鼠弓状核导致骨质疏松，建立了 谷氨酸单钠(monosodium glutamate，MsG)大鼠骨质疏松 动物模型。实验结果表明只有当ARC神经细胞明显损毁神经细胞明显损毁时， 才引起骨组织的改变，没有ARC神经细胞的损毁则没有骨 组织的改变。说明本模型骨质疏松的发生、发展是由于中 枢神经下丘脑弓状核改变引起的，因此命名为脑源性骨质 疏松。 护骨素(osteoprotegerin，OPG)是1997年Simonet等发现的 肿瘤坏死因子(TNF)受体超家族的一员，是体内成骨细胞 骨形成与破骨细胞骨吸收动态平衡的一个重要调节因子。 OPG具有

6、抑制破骨细胞(osteoclast，OC)形成、分化、存活 并诱导OC凋亡的功能。 OPG是骨代谢研究中的一个里程碑式的发现。OPG转基因 小鼠过度表达OPG表现为骨硬化，而在oPG基因敲除的小 鼠中则表现为严重骨质疏松。 骨质疏松症骨质疏松症 原发性骨质疏松症原发性骨质疏松症 继发性骨质疏松症 骨质疏松大动物模型骨质疏松大动物模型 目前治疗骨质疏松症的最基本、最经济的方法仍是以补钙 为中心的营养疗法，那么用营养控制造就大鼠骨质疏松模 型就更接近自然状态。乔伟伟等用饲料中钙和蛋白质不同 比例配方。建立适宜的大鼠骨质疏松动物模型。 将3周龄Wistar大鼠按体重随机分为5组，每组8只，饲料配 方

7、参照AOAC方法。第l组为对照组(蛋白质18，钙10)； 第2组为低蛋白低钙组(蛋白质8，钙0025)；第3组低 蛋白中钙组(蛋白质8，钙10)；第4组为高蛋白低钙 组(蛋白质27O，钙0025)；第五组为高蛋中钙组 (蛋白质27，钙10)，其余全价饲料均一致。动物饲 养20周。 虽然在低钙状态下，无论进食高蛋白还是低蛋白，都可建 立骨质疏松动物模型，但高蛋白饲料组的生长状况接近于 对照组动物，故制作骨质疏松模犁时以高蛋白饲料为宜。 但目前单独应用营养法制作骨质疏松大鼠模犁的不多，往 往是作为一种辅助方法，比如和去势法相结合制作骨质疏 松模型。 糖皮质激素诱发的骨质疏松是最常见的药物性骨质疏松

8、。 过量糖皮质激素抑制成骨细胞的增殖与分化，使成熟的、 具有分泌基质功能的成骨细胞及支撑破骨细胞的成骨细胞 数目减少，同时，糖皮质激素还影响成骨细胞的功能，使 其不能正常地募集于骨吸收部位来发挥骨形成作用，使骨 形成作用延迟，从而造成骨丢失。 目前，糖皮质激素诱发骨质疏松所采用的动物以大鼠为主， 所用糖皮质激素有醋酸泼尼松、氢化可的松、地塞米松， 诱导途径有灌胃、肌肉注射，一般56刷即可造模成功。 维甲酸是维生素A的衍生物，并有与其相似药理作用，主 要用于皮肤科银瞒病、痤疮、皮肤角化过度、皮肤肿瘤等 疾病的治疗，伴有骨质疏松副作用。维A酸诱发的骨质疏 松动物模型，由邵金莺等于1989年首创，后

9、来的研究者在 应用中略有改进，一般用70 mg/(kgd)105 mg/(kgd)， 连续灌胃14 d，即可造模成功。 骨质疏松症骨质疏松症 原发性骨质疏松症原发性骨质疏松症 继发继发性骨质疏松症性骨质疏松症 骨质疏松大动物模型 成年犬的骨合成代谢、皮质骨与松质骨的比例、哈佛氏单 位以及松质骨的重建均和人类骨骼相似，因此是研究骨质 疏松的良好的动物模型。同时，在犬体内骨组织的生长和 代谢对雌激素的依赖程度较低，因此雌性犬去势后不会诱 发明显的骨丢失，雌激素的缺损和甲状旁腺素的刺激对于 卵巢子宫切除后的犬骨最、骨组织形态学和生化参数等不 发生明显变化，因而雌性犬不可用于绝经后骨质疏松的研 究。

10、犬对钙质的每日需求最为120 mg/kg，对磷的每U需求量则 为90 mg/kg。因此研究者利用这一生理特点通过限制去势 犬的钙摄入量来诱导产生骨质疏松模型。 猪板层骨且骨小梁和骨皮质的重建部位也与人类相同，可 自发产生椎骨骨折；体格较大，可反复接受骨活检，也容 易得到大量的血液标本。小型雌性猪在性成熟后进行双侧 卵巢切除手术，所测各种指标与大鼠基本相同。 羊目前已被美国FDA认可为是骨质疏松研究领域较为良好 的大动物模型并被广泛应用于骨疾病的研究中。年轻羊 (34岁)的皮质骨是丛状结构骨，而老年羊(79岁)骨结 构可见哈佛氏系统重建。羊随着年龄的增长，哈佛氏单位 重建首先出现股骨的尾侧，哈佛

11、氏单位重建的其他部化是 桡骨干和肱骨干。在骨质疏松研究中，对母羊进行卵巢摘 除术是最为常用的建立动物模型的方法。 哈佛氏系统 Harvard system 哈佛氏系统在骨皮质内，沿骨的轴向存在，互相之间有交 通支，福曼氏管则靠近皮质内及外面，以斜行与骨方向呈 直角存在，而且与哈佛氏管相通，在骨的断面上哈佛氏管 被810层同心性骨板层所围绕，在皮质内形成连续不断 的管状系统，容纳着骨的营养血管，这种骨板层及其中心 的管腔形成了哈佛氏系统。 综上所述，目前鼠类骨质疏松模型应用最广泛，因为大鼠 骨骼的病理生理应答相似且比较经济，但是其最突出的缺 点是大鼠骨皮质缺乏Haversian系统，不适于卵巢切除术对 皮质骨影响的研究。 新的研究方方不断出现。用于骨质疏松症模型动物模犁首 先应该考虑的是模犁应与人类骨质疏松的临床症状及组织 行为相似，但要求某种动物模犁在各个方面完全与人类骨 质疏松症的临床表现一致是很困难的，因此，麻