司徒永立,柯 行,劉 義,呂思敏,鐘月春,崔 燎,吳 鐵
(1.廣東醫(yī)學(xué)院病原生物學(xué)與免疫學(xué)研究所,2.廣東醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)教研室,3.廣東天然藥物研究與開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東湛江 524023)
骨質(zhì)疏松是一種以骨量減少和骨微結(jié)構(gòu)退變?yōu)樘卣?,致使骨脆性和骨折危險(xiǎn)性增加的系統(tǒng)性骨骼疾?。?]。絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松主要是由于隨著年齡的增長(zhǎng),女性絕經(jīng)后雌激素缺乏所引起,它是絕經(jīng)后婦女常見(jiàn)病、多發(fā)病。目前骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型的建立有多種方法,如去卵巢致骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型、糖皮質(zhì)激素性骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型、環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型等,各種骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型都有其特點(diǎn),可用于相應(yīng)骨質(zhì)疏松癥的研究,但其不足之處我們必須引起重視。
D-半乳糖常用于衰老動(dòng)物模型的建立,近年來(lái),D-半乳糖對(duì)小鼠骨組織的研究已有一些報(bào)道,但研究發(fā)現(xiàn)D-半乳糖對(duì)小鼠骨量的影響結(jié)果不一,覃冬云等[2]研究發(fā)現(xiàn)D-半乳糖能導(dǎo)致♀小鼠發(fā)生骨質(zhì)疏松;但羅紅梅等[3]研究發(fā)現(xiàn)D-半乳糖可提高♀小鼠礦化程度。本研究旨在探討D-半乳糖對(duì)♀小鼠是否會(huì)產(chǎn)生骨質(zhì)疏松,這種骨質(zhì)疏松與去卵巢導(dǎo)致的骨質(zhì)疏松有何異同?去卵巢后再加上D-半乳糖是否會(huì)加速加重骨質(zhì)疏松的進(jìn)展?補(bǔ)充雌激素對(duì)這些骨質(zhì)疏松是否有預(yù)防作用?
1.1 藥物與試劑 己烯雌酚片:合肥久聯(lián)有限公司,批號(hào):20100920;D-半乳糖:天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所,批號(hào):20090921;鈣黃綠素、鹽酸四環(huán)素:美國(guó)Sigma公司。
1.2 動(dòng)物分組、給藥及實(shí)驗(yàn)方法 60只2月齡SPF級(jí)昆明♀小鼠,由廣東醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,動(dòng)物合格證號(hào):SCXK(粵)2008-0008。動(dòng)物適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,按體重隨機(jī)分成6組,分別為假手術(shù)組(S)、D-半乳糖組(D)、去卵巢組(O)、去卵巢 +D-半乳糖組(O+D)、去卵巢+D-半乳糖+己烯雌酚組(O+D+d)和D-半乳糖+己烯雌酚組(D+d)。O組、O+D組、O+D+d組進(jìn)行雙側(cè)去卵巢手術(shù),其余組做假手術(shù)對(duì)照,休養(yǎng)2 d后給藥。D組和O+D組皮下注射D-半乳糖120 mg·kg-1·d-1,O+D+d組和D+d組皮下注射D-半乳糖120 mg·kg-1·d-1,灌胃給予己烯雌酚 0.038 mg·kg-1·d-1,其余組皮下注射、灌胃給予等量蒸餾水,所有小鼠于處死前d 10~11和d 3~4分別皮下注射鹽酸四環(huán)素35 mg·kg-1、鈣黃綠素7.5 mg·kg-1,進(jìn)行熒光標(biāo)記,全程自由飲食,每周稱重1次,實(shí)驗(yàn)周期為70 d。實(shí)驗(yàn)結(jié)束當(dāng)天,頸椎脫臼處死小鼠,右脛骨按文獻(xiàn)[4]步驟,進(jìn)行不脫鈣包埋切片、染色,并以生長(zhǎng)板下0.5 mm到2 mm為測(cè)量范圍,對(duì)上述范圍的松質(zhì)骨進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算和分析。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 使用SPSS 16.0軟件進(jìn)行ANOVA單因素方差分析,所有數(shù)據(jù)以ˉx±s表示。
2.1 各組小鼠體重觀察 各組小鼠體重見(jiàn)Fig 1,由Fig 1可見(jiàn):與D組比較,D+d組第3、5、8周體重降低(P<0.05)。與O+D組比較,O+D+d組第7、8、9周體重降低(P<0.01)。
Fig 1 Body weight in m ice(±s,n=10)*P<0.05,**P<0.01 vs S group,#P<0.05,##P<0.01 vs D group;ΔP<0.05;ΔΔP<0.01 vs O+D group
2.2 各組小鼠脛骨上段骨小梁面積與骨小梁形態(tài)觀察 從Fig 2可見(jiàn),S組骨小梁結(jié)構(gòu)緊密、粗而均勻,連續(xù)性好,數(shù)量多;D組骨小梁結(jié)構(gòu)稀疏,變細(xì)、斷裂,不連續(xù),數(shù)量減少;O組只剩下一小部分的斷裂骨小梁,出現(xiàn)大量無(wú)骨小梁骨髓區(qū);O+D組也只剩下一小部分的斷裂骨小梁,出現(xiàn)大量無(wú)骨小梁骨髓區(qū);O+D+d組較O+D組骨小梁面積有所增大,數(shù)量有所增加,但結(jié)構(gòu)較稀疏;D+d組骨小梁較D組結(jié)構(gòu)緊密,明顯增粗、增大,連續(xù)性較好,數(shù)量明顯增加。
2.3 各組小鼠脛骨上段骨形態(tài)計(jì)量學(xué)靜態(tài)指標(biāo)觀察 從Tab 1可見(jiàn):與S組比較,O組骨小梁面積百分?jǐn)?shù)(%Tb.Ar)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁數(shù)量(Tb.N)分別降低了50.4%、25.4%、50.9%(P<0.01),骨小梁分離度(Tb.Sp)升高了169.4%(P<0.05)。O+D組%Tb.Ar、Tb.N、Tb.Th分別減低了46.2%(P<0.01)、48.6%(P<0.01)、21.0%(P<0.05),Tb.Sp升高了131.7%(P<0.05)。與 O+D組比較,O+D+d組%Tb.Ar、Tb.N、Tb.Th分別升高了 122.3%(P<0.01)、79.1%(P<0.01)、27.5%(P<0.05),Tb.Sp降低了 54.2%(P<0.05)。與 D組比較,D+d組%Tb.Ar、Tb.N分別升高了108.8%(P<0.01)、68.4%(P<0.05),Tb.Sp降低了57.5%(P<0.01)。
Tab 1 Static parameters of bonemorphology in tibia(±s,n=10)
Tab 1 Static parameters of bonemorphology in tibia(±s,n=10)
*P<0.05,**P<0.01 vs Sgroup;#P<0.05,##P<0.01 vs D group;ΔP<0.05,ΔΔP<0.01 vs O+Dgroup
G r o u p %T b.A r/%T b.T h/μ m T b.N/n o.·m m-1 T b.S p/μ m S 7.1 6±1.9 9 4 3.3±8.2 8 2.1 4±0.5 7 2 4 5 4±1 2 2 D 4.9 8±1.9 2 4 2.4±1 0.1 1.5 5±0.9 3 5 8 8 1±4 8 9 O 3.5 5±1.8 7**3 2.3±6.0 0**1.0 5±0.4 5 8** 1 2 2 3±7 6 4*O+D 3.8 5±1.5 8**3 4.2±5.0 4* 1.1 0±0.3 6 1**1 0 5 2±5 7 3*O+D+d 8.5 6±3.4 7 ΔΔ 4 3.6±8.1 4 Δ 1.9 7±0.7 8 3 ΔΔ 4 8 2±1 7 4 Δ D+d 1 0.4±3.3 5## 3 9.8±6.7 8 2.6 1±0.7 0 5# 3 7 4±1 1 4##
Fig 2 Trabecular area and trabecular morphology in tibiaSgroup:A1,A2;D group:B1,B2;O group:C1,C2;O+D group:D1,D2;O+D+d group:E1,E2;D+d group:F1,F(xiàn)2;Toluidine blue staining,A1~F1:4×,A2~F2:20×
2.4 各組小鼠脛骨上段破骨細(xì)胞形態(tài)及骨吸收靜態(tài)指標(biāo)觀察
2.4.1 各組小鼠脛骨上段破骨細(xì)胞形態(tài)觀察 從Fig 3可見(jiàn),S組破骨細(xì)胞附著骨表面,未發(fā)生極化現(xiàn)象,并未開(kāi)始侵蝕骨小梁。D組破骨細(xì)胞已附著骨表面,與骨表面處較模糊,出現(xiàn)極化、皺褶緣或偽足,開(kāi)始侵蝕骨小梁。O組破骨細(xì)胞位于Howship陷窩的骨表面,與骨表面處模糊不清,出現(xiàn)極化、皺褶緣或偽足,較深地侵蝕骨表面。O+D組破骨細(xì)胞位于Howship陷窩的骨表面,與骨表面處模糊不清,出現(xiàn)極化、皺褶緣或偽足,較深地侵蝕骨表面。O+D+d組破骨細(xì)胞附著骨表面,形成Howship陷窩不明顯,極化、皺褶緣或偽足跡象較弱。D+d組破骨細(xì)胞附著骨表面,形成Howship陷窩不明顯,極化、皺褶緣或偽足跡象較弱。
2.4.2 各組小鼠脛骨上段骨吸收的靜態(tài)指標(biāo)觀察各組小鼠脛骨上段骨吸收的靜態(tài)指標(biāo)見(jiàn)Tab 2,由Tab 2可見(jiàn):與S組比較,D組破骨細(xì)胞周長(zhǎng)(Oc.Pm)、破骨細(xì)胞數(shù)(Oc.No.)、破骨細(xì)胞周長(zhǎng)百分?jǐn)?shù)(%Oc.S)、每毫米破骨細(xì)胞數(shù)(Oc.N/mm)分別升高了 105.7%(P<0.01)、109.2%(P<0.05)、125.8%(P<0.05)、139.2%(P<0.05)。O組 Oc.Pm、Oc.No.、%Oc.S、Oc.N/mm 分 別 升 高 了204.3%、248.7%、389.6%、508.4%(P<0.01)。O+D組 Oc.Pm、Oc.No.、%Oc.S、Oc.N/mm分別升高了 227.2%、327.4%、268.7%、410.2%(P<0.01)。與D組比較,O組Oc.Pm、Oc.No.、%Oc.S、Oc.N/mm分別升高了47.9%(P<0.01)、66.7%(P<0.01),116.8%(P<0.05)、154.4%(P<0.05)。O+D組Oc.Pm升高了59.1%(P<0.05)。D+d組 Oc.Pm、%Oc.S、Oc.N/mm分別降低了57.5%、79.9%、66.2%(P<0.01)。與O+D組比較,O+D+d組 Oc.Pm、Oc.No.、%Oc.S、Oc.N/mm分別降低了59.1%、47.4%、74.2%、65.6%(P<0.01)。
Fig 3 M orphology of osteoclast in tibiaSgroup:A;D group:B;O group:C;O+D group:D;O+D+d group:E;D+d group:F;Toluidine blue staining(20×)
Tab 2 Static parameters of bone resorption in tibia(±s,n=10)
Tab 2 Static parameters of bone resorption in tibia(±s,n=10)
*P<0.05,**P<0.01 vs Sgroup;#P<0.05,##P<0.01 vs Dgroup;ΔΔP<0.01 vs O+D group;□□P<0.01 vs O+D+d group.
G r o u p O c.P m/m m O c.N o./N o. %O c.S/% O c.N/m m/N·m m-1 S 0.0 4 3 7±0.0 3 2 8 0.8 8 9±0.7 3 7 0.8 6 8±0.7 4 3 0.1 6 6±0.1 3 2 D 0.0 8 9 9±0.0 2 2 5**1.8 6±0.6 3 9* 1.9 6±0.9 6 9* 0.3 9 7±0.2 0 5*O 0.1 3 3±0.0 2 8 3**##3.1 0±0.9 4 3**## 4.2 5±2.2 6**# 1.0 1±0.5 8 8**#O+D 0.1 4 3±0.0 3 2 9**# 3.8 0±1.0 8** 3.2 0±1.1 7** 0.8 4 7±0.3 1 4**O+D+d 0.0 5 8 5±0.0 2 4 5#ΔΔ 2.0 0±0.6 6 7**ΔΔ 0.8 2 6±0.2 9 7##ΔΔ 0.2 9 1±0.0 8 9 9*ΔΔ D+d 0.0 3 8 2±0.0 3 3 8## 1.3 0±1.1 0 0.3 9 4±0.2 9 9##□□ 0.1 3 4±0.0 9 6 5#?!酢?/p>
2.5 各組小鼠脛骨上段成骨細(xì)胞形態(tài)觀察 各組小鼠脛骨上段成骨細(xì)胞形態(tài)見(jiàn)Fig 4,由Fig 4可見(jiàn),S組成骨細(xì)胞在骨表面排列緊密,呈圓柱形,其下面貼近骨表面處可見(jiàn)一層較厚嗜酸性的類(lèi)骨質(zhì)。D組成骨細(xì)胞在骨表面排列稀疏,呈扁平狀,其分泌嗜酸性類(lèi)骨質(zhì)較少。O組成骨細(xì)胞在骨表面排列稀疏,呈扁平狀,其分泌嗜酸性類(lèi)骨質(zhì)少。O+D組成骨細(xì)胞在骨表面排列稀疏,呈扁平狀,其分泌嗜酸性類(lèi)骨質(zhì)少。O+D+d組成骨細(xì)胞在骨小梁表面排列較緊密,呈圓柱形,其分泌嗜酸性類(lèi)骨質(zhì)較多。D+d組成骨細(xì)胞在骨小梁表面排列較緊密,呈圓柱形,其分泌嗜酸性類(lèi)骨質(zhì)較多。
Fig 4 M orphology of osteoblast in tibiaSgroup:A;D group:B;O group:C;O+D group:D;O+D+d group:E;D+d group:F;Toluidine blue staining(20×)
2.6 各組小鼠脛骨上段骨形成動(dòng)態(tài)指標(biāo)觀察 與S組比較,O組單標(biāo)記周長(zhǎng)(sL.Pm)、雙標(biāo)記周長(zhǎng)(dL.Pm)、雙標(biāo)記間距(Ir.L.Wi)、標(biāo)記周長(zhǎng)百分?jǐn)?shù)(%L.Pm)分別降低了 77.3%、91.7%、68.9%、73.4%(P<0.01)。O+D組 sL.Pm、dL.Pm、Ir.L.Wi、%L.Pm分別降低了 56.6%、74.2%、34.4%、46.1%(P<0.05)。與D組比較,O組 sL.Pm、dL.Pm、Ir.L.Wi、%L.Pm分別降低了 64.5%(P<0.01)、68.8%(P<0.01)、59.2%(P<0.01)、59.5%(P<0.05)。O+D組sL.Pm降低了32.1%(P<0.05),D+d組 sL.Pm、dL.Pm分別升高了104.7(P<0.01)、99.0%(P<0.05)。與 O+D組比較,O+D+d組 sL.Pm、dL.Pm、Ir.L.Wi、%L.Pm分別升高了 118.0%(P<0.01)、106.4%(P<0.01)、46.6%(P<0.05)、49.4%(P<0.05),見(jiàn)Tab 3。
Tab 3 Dynam ic parameters of bone formation in tibia(±s,n=10)
Tab 3 Dynam ic parameters of bone formation in tibia(±s,n=10)
*P<0.05,**P<0.01 vs Sgroup;#P<0.05,##P<0.01 vs Dgroup;ΔP<0.05,ΔΔP<0.01 vs O+Dgroup;□□P<0.01 vs O+D+d group.
Group sL.Pm/mm dL.Pm/mm Ir.L.Wi/μm %L.Pm/%S 0.871±0.561 0.361±0.337 16.21±5.381 11.9±6.77 D 0.557±0.163 0.096±0.041 12.37±5.569 7.82±3.86 O 0.198±0.185**##0.030±0.026**## 5.05±4.234**## 3.17±3.02**#O+D 0.378±0.132*# 0.093±0.043* 10.79±3.607* 6.42±2.64*O+D+d 0.824±0.173##ΔΔ 0.192±0.054##ΔΔ 15.82±3.871Δ 9.59±3.57Δ D+d 1.14±0.277##□□ 0.191±0.085#15.82±4.430 8.36±1.45
2.7 各組小鼠脛骨上段骨形成熒光及動(dòng)態(tài)指標(biāo)觀察
2.7.1 各組小鼠脛骨上段骨形成熒光觀察 S組熒光多、亮,雙熒光間距較大。D組熒光少,比較暗淡,只見(jiàn)單熒光。O組和O+D組熒光少且弱。O+D+d組較O+D組熒光有所改善,雙熒光間距較小,但比較模糊、暗淡。D+d組較D-半乳糖組有所改善,可見(jiàn)雙熒光且間距較大,但還是比較模糊、暗淡,見(jiàn) Fig 5。
2.7.2 各組小鼠脛骨上段骨生長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)觀察與S組比較,D組骨礦化沉積率(MAR)、骨形成率(BFR/TV、BFR/BV、BFR/BS)分別降低了44.4%、77.0%、78.2%、74.6%(P<0.05)。O組MAR、BFR/TV、BFR/BV、BFR/BS分別降低了73.2%、95.7%、93.5%、94.1%(P<0.01)。O+D組 MAR、BFR/TV、BFR/BV、BFR/BS分別降低了40.1%(P<0.05)、79.0%(P<0.01)、73.0%(P<0.05)、63.6%(P<0.01)。與D組比較,O組MAR、BFR/TV、BFR/BV、BFR/BS分別降低了 51.9%(P<0.05)、81.1%(P<0.05)、70.3%(P<0.01)、76.7%(P<0.01)。D+d組 MAR、BFR/TV、BFR/BV、BFR/BS分 別 升 高 了 75.2%、416.1%、195.8%、174.8%(P<0.01)。與 O+D組比較,O+D+d組 MAR、BFR/TV、BFR/BV、BFR/BS分別升高了 62.6%(P<0.01)、287.6%(P<0.01)、217.1%(P<0.05)、120.1%(P<0.05),見(jiàn) Tab 4。
Fig 5 Fluorescent of bone formation in tibiaSgroup:A;D group:B;O group:C;O+D group:D;O+D+d group:E;D+d group:F;Thick slices with fluorescence photographs without staining(20×)
Tab 4 Dynam ic parameters of bone formation in tibia(±s,n=10)
Tab 4 Dynam ic parameters of bone formation in tibia(±s,n=10)
*P<0.05,**P<0.01 vs Sgroup;#P<0.05,##P<0.01 vs D group;ΔP<0.05,ΔΔP<0.01 vs O+Dgroup
Group MAR/μm·d-1 BFR/TV/%·yr-1 BFR/BV/%·yr-1 BFR/BS/%·yr-1 S 2.32±0.769 26.9±18.9 455±320 10.0±5.79 D 1.29±0.274* 6.20±5.32* 99.4±27.4* 2.54±0.867*O 0.621±0.553**# 1.17±1.17**# 29.5±29.1**## 0.593±0.590**##O+D 1.39±0.673* 5.65±3.07** 123±97.4* 3.64±2.93**O+D+d 2.26±0.553##ΔΔ 21.9±8.27##ΔΔ 390±269#Δ 8.01±3.86##Δ D+d 2.26±0.633## 32.0±13.9## 294±104## 6.98±2.52##
3.1 小鼠去卵巢骨質(zhì)疏松模型的骨形態(tài)學(xué)特點(diǎn)與S組比較,O組骨小梁數(shù)量與面積明顯減少,結(jié)構(gòu)斷裂、稀疏,出現(xiàn)大片骨小梁缺失的骨髓區(qū)域,%Tb.Ar、Tb.Th、Tb.N降低,Tb.Sp升高,說(shuō)明去卵巢致小鼠骨量丟失嚴(yán)重,骨小梁密度降低,分離度增加,呈現(xiàn)典型的骨質(zhì)疏松形態(tài)學(xué)特點(diǎn)。破骨細(xì)胞較深地侵蝕骨表面,骨吸收參數(shù)升高,表明破骨細(xì)胞活性和數(shù)量增加,骨吸收功能活躍。成骨細(xì)胞在骨表面排列稀疏,呈扁平狀,分泌嗜酸性類(lèi)骨質(zhì)少,熒光少且弱,骨形成參數(shù)降低,表明成骨細(xì)胞數(shù)量少,功能不活躍、骨形成功能降低。綜上所述,本實(shí)驗(yàn)去卵巢模型骨形成降低,骨吸收增加,符合低轉(zhuǎn)換型骨質(zhì)疏松,與張延?jì)傻龋?]研究發(fā)現(xiàn)不一致,這可能與實(shí)驗(yàn)周期有關(guān),張延?jì)傻葘?shí)驗(yàn)周期為42 d,本實(shí)驗(yàn)周期為70 d,去卵巢屬于快速骨丟失,破骨細(xì)胞活性增加,骨吸收功能活躍,可能越到后期骨量丟失越多,本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)O組骨量丟失嚴(yán)重,破骨細(xì)胞數(shù)量多、活性強(qiáng),熒光標(biāo)記部分的骨表面被破骨細(xì)胞快速侵蝕,導(dǎo)致骨量明顯減少。這些結(jié)果提示,去卵巢初期成骨細(xì)胞的功能是活躍的,表現(xiàn)為高轉(zhuǎn)換型骨質(zhì)疏松,隨著成骨細(xì)胞功能的衰退,后期則出現(xiàn)低轉(zhuǎn)換型的骨質(zhì)疏松,對(duì)此有待進(jìn)一步觀察。
去卵巢致骨質(zhì)疏松的發(fā)生是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程,有多種刺激因素的作用和眾多調(diào)節(jié)因子參與了骨質(zhì)疏松的發(fā)病機(jī)制,在這些因素的相互作用和共同影響下最終導(dǎo)致骨質(zhì)疏松的發(fā)生,其中氧化應(yīng)激是絕經(jīng)期婦女骨質(zhì)疏松的一個(gè)重要發(fā)病機(jī)制[6]。近年來(lái)研究表明,去卵巢導(dǎo)致骨質(zhì)疏松的發(fā)生的機(jī)制與OPG/RANKL/RANK系統(tǒng)密切相關(guān)[7]。Wnt/β-catenin信號(hào)通路也參與了去卵巢致骨質(zhì)疏松的發(fā)生過(guò)程,通過(guò)調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞的功能,從而間接調(diào)節(jié)骨形成[8]。
3.2 小鼠D-半乳糖骨質(zhì)疏松模型的骨形態(tài)學(xué)特點(diǎn)及雌激素的影響 與S組比較,D組%Tb.Ar、Tb.Th、Tb.N有減少的趨勢(shì),Tb.Sp有增加的趨勢(shì),但均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。雖然從Fig 2-B1、B2中可以看出骨小梁結(jié)構(gòu)稀疏、變細(xì)、斷裂等變化,但并不能呈現(xiàn)出典型的骨質(zhì)疏松形態(tài)學(xué)改變。破骨細(xì)胞在骨表面開(kāi)始侵蝕骨小梁,骨吸收參數(shù)升高,表明破骨細(xì)胞數(shù)量和活性增加,骨吸收功能活躍。成骨細(xì)胞在骨表面排列稀疏,呈扁平狀,分泌嗜酸性類(lèi)骨質(zhì)較少,熒光少、暗淡,只見(jiàn)單熒光,骨形成參數(shù)降低,說(shuō)明成骨細(xì)胞功能不活躍,骨形成功能降低。綜上所述,D-半乳糖屬于低轉(zhuǎn)換型骨丟失,與羅紅梅等[9]研究發(fā)現(xiàn)一致。與O組比較,骨吸收參數(shù)降低,說(shuō)明D組骨吸收功能較O組弱,而骨形成參數(shù)升高,說(shuō)明D組比O組骨形成功能強(qiáng)。給予雌激素后,D+d組骨小梁數(shù)量明顯增加,連續(xù)性較好,骨小梁分離度減少,破骨細(xì)胞數(shù)量減少,骨吸收活性降低,成骨細(xì)胞活性和骨形成功能增強(qiáng),并降低該模型體重。
D-半乳糖是一種還原性單糖,在細(xì)胞醛糖還原酶的作用下,轉(zhuǎn)化為不能被機(jī)體進(jìn)一步代謝的半乳糖醇,堆積在細(xì)胞內(nèi),導(dǎo)致細(xì)胞腫脹、功能障礙、代謝紊亂,短時(shí)間內(nèi)引起機(jī)體衰老。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物長(zhǎng)期注射D-半乳糖會(huì)產(chǎn)生一系列與自然衰老相似的病理變化,有研究表明[10]男性骨質(zhì)疏松不僅與雄性激素減少有關(guān),與衰老的發(fā)生過(guò)程也有關(guān),是一種低轉(zhuǎn)換的骨丟失,與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果一致,故D-半乳糖對(duì)研究老年性骨質(zhì)疏松可能有重要意義。雖然D-半乳糖對(duì)雌性小鼠骨量的影響存在不一致的結(jié)果,作者認(rèn)為該結(jié)果與劑量、給藥時(shí)間和年齡有關(guān)。羅紅梅等[3]D-半乳糖劑量為 600 mg·kg-1和 1200 mg·kg-1,給藥2個(gè)月,發(fā)現(xiàn)D-半乳糖提高♀小鼠骨礦程度。覃冬云等[11]D-半乳糖劑量為 1000 mg·kg-1,給藥42 d,發(fā)現(xiàn) D-半乳糖對(duì)3月齡♀小鼠發(fā)生骨質(zhì)丟失,而對(duì)1月齡♀小鼠無(wú)影響。本實(shí)驗(yàn)給藥劑量為120mg·kg-1,給藥時(shí)間70 d,發(fā)現(xiàn)♀小鼠脛骨上段骨吸收活躍,骨形成降低,如果適當(dāng)延長(zhǎng)給藥時(shí)間,應(yīng)該可以造成典型老年性骨質(zhì)疏松模型。有研究報(bào)道[9],D-半乳糖致骨質(zhì)疏松機(jī)制可能與因腦老化導(dǎo)致腦-垂體-性腺功能紊亂有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)研究表明,雌激素對(duì)半乳糖致小鼠骨質(zhì)疏松具有預(yù)防作用,故D-半乳糖致骨質(zhì)疏松機(jī)制可能與引起體內(nèi)激素水平下降有關(guān)。
3.3 小鼠去卵巢加D-半乳糖骨質(zhì)疏松模型的特點(diǎn)及雌激素的影響 與S組比較,O+D組骨小梁大量丟失,骨小梁間隙增大,%Tb.Ar、Tb.N、Tb.Th降低,Tb.Sp升高,說(shuō)明骨量丟失嚴(yán)重,骨微結(jié)構(gòu)破損,骨小梁厚度和數(shù)量降低,分離度增加。破骨細(xì)胞較深地侵蝕骨表面,骨吸收參數(shù)升高,表明破骨細(xì)胞數(shù)量增加,骨吸收功能活躍。成骨細(xì)胞在骨表面排列稀疏,呈扁平狀,其分泌嗜酸性類(lèi)骨質(zhì)少,熒光少且弱,骨形成參數(shù)降低,表明成骨細(xì)胞功能不活躍,骨形成降低。與O組比較,O+D組骨吸收與骨形成參數(shù)沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,可知去卵巢后再給予D-半乳糖并不能加重骨質(zhì)疏松的進(jìn)程,其原因可能是小鼠去卵巢70 d后,兩組小鼠骨量已經(jīng)丟失很?chē)?yán)重,D組比O組骨吸收弱,而骨形成比去卵巢強(qiáng),其骨量減少程度遠(yuǎn)不如去卵巢,故即使去卵巢聯(lián)合D-半乳糖也不能得到明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義?;蛘?0 d這不是最適合觀察時(shí)間點(diǎn),因?yàn)檫@時(shí)兩組骨量都已經(jīng)嚴(yán)重丟失。與D組比較,O+D組小鼠骨形態(tài)計(jì)量學(xué)參數(shù)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,說(shuō)明兩組骨量變化無(wú)明顯差異。補(bǔ)充雌激素后,骨量、骨小梁厚度、數(shù)量增加,分離度降低,破骨細(xì)胞骨吸收功能降低,數(shù)量減少,成骨細(xì)胞活性增加,促進(jìn)骨形成,降低該模型體重。
去卵巢加D-半乳糖致小鼠骨質(zhì)疏松模型目前未見(jiàn)研究報(bào)道,本課題組為模擬正常婦女絕經(jīng)期與衰老同時(shí)發(fā)生的生理過(guò)程來(lái)更好地模擬骨質(zhì)疏松的發(fā)生過(guò)程,利用D-半乳糖所致衰老與去卵巢模擬絕經(jīng)期雌激素缺乏的基本原理來(lái)聯(lián)合制模。本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)去卵巢合并D-半乳糖確實(shí)能明顯地減低小鼠脛骨上段骨量,可以作為一種新的骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型。本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)己烯雌酚能改善該模型的骨丟失。其抗骨質(zhì)疏松機(jī)制可能與以下幾點(diǎn)有關(guān)。(1)通過(guò)誘導(dǎo)破骨細(xì)胞的凋亡,抑制成骨細(xì)胞的凋亡[12]。(2)直接作用成骨細(xì)胞,促進(jìn)骨形成[13]。(3)提高機(jī)體抗氧化能力[14]。
去卵巢、D-半乳糖、去卵巢聯(lián)合D-半乳糖均能建立小鼠骨質(zhì)疏松模型,相對(duì)去卵巢小鼠骨質(zhì)疏松模型而言,D-半乳糖小鼠骨質(zhì)疏松模型骨形成活性較高,骨吸收活性較低,雌激素能有效預(yù)防D-半乳糖和去卵巢聯(lián)合D-半乳糖致小鼠骨質(zhì)疏松模型的骨丟失,可作為研究抗骨質(zhì)疏松藥物的陽(yáng)性對(duì)照藥。
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