局部性骨质丢失动物模型与QCT骨密度软件体模检测
成都华西华科研究所分析局部性骨质丢失动物模型与QCT骨密度软件体模检测
局部性骨质丢失动物模型(Local body bone loss animal models of osteoporosis}
(一) 单惻肢体废用性模型
固定动物某一肢体,例如用石資固定动物一側后腿 或用蛛钉固定动物关节等,也可在动物后腿(_般是股 骨,也有的实验室用胫骨)用钻头打数个深度相同的小 洞,然后缝合伤口。
(二) 悬吊模型
造成动物失承或筷拟失重状态,此时,肌体骨矿化水 平降低,钙磷代谢负平衡,最后导致骨质丢失。
三、 横型动物特点(Character of animal osteoporosis models}
(一)大鼠
实验用大鼠有远交和近交系两种。大鼠的自然寿命 为2〜3年,性成熟期2〜3个月。大鼠有明M的生长期 和成年期,但性别不同的大鼠生长期和成年期时间不同。 成年雄性大鼠30个月时骨干骺端仍持续生长,因此使用 雄性大鼠的实验结果不易被学者广泛接受。而雌性大鼠 的骨干骺端闭合明显早于雄性。雌性大鼠在6〜9个月 进人骨生长静止期,骨骺开始封闭,这是骨代谢相对稳定 的阶段;到丨0个月时达到峰值毋12个月以后一般被 认为已进人老龄;21个月以后,由于鯖激索缺乏,雌性大 鼠乳腺肿瘸发病率上升,己不适合作骨代谢研究。对雌、 雄大鼠连续30个月的观察发现,两种性別大鼠股骨的钙 含M和断裂强度在1〜3个月时增长都很快,3〜12个月时增长变慢,12〜27个月基本不变。因此在选择模铟动 物的年龄时,根据需要决定,若要复制老年大鼠伢质疏松 模型最好选扦18〜24个月龄大鼠。有的研究者因为“退 休”(产仔后)雌鼠价廉,选用这类鼠作实验,来观察促进 骨生成或预防骨折药物的作用,常常容易造成错误。因 为2月龄大鼠性己成熟(骨骼未完全成熟前),3~4个月 时即可受孕产仔,到6〜7个月时,一般已产仔2〜3窝; 孕期和哺乳期大鼠由于对钙的过度笛求抑制了骨骼的正 常发育,多伴有骨骼生长发育迟缓,到丨〇〜12个月时才 达到峰值骨里,与未经孕产鼠相比差异较大。
(二) 小鼠
小鼠是医学实验中用途最广泛和最常用的动物。怛 能够验证小鼠做为骨质疏松研究模沏的数据较少。最近 的研究证实C57BL/6J小鼠峰值骨里低,而C3H/HeJ小白 鼠的峰值最高;SAMP/6(早老型)小鼠则从有低峰值#44 和中、老年时易发生骨折的特点,是目前唯一证实可随增 龄出现脆性骨折的动物。如果SAMP/6小鼠不存在像纤 维骨硬化症那样胶原异常的现象,则可能是研究低峰值 骨量引起老年性骨折增加的实用动物模艰,但这一点目 前仍有待进一步研究。近年来,考虑到SAMP/6,C57BL/ 6J和C3H/HeJ小鼠的峰值骨垠方面的差异,应用现代分 子生物学技术如杂交技术和cDNA探针等,对其基因进 行定点识别分析研究,以便找到决定峰值骨最的基因,为 在大动物包括人类的研究方面提供有益的经验。有些学 者正在作这方面的研究。但小鼠存在可供研究用血淸 少,发情期不受下丘脑:垂体轴调节等因素影响。
(三) 狗
在骨质疏松研究中,可选用狗来做研究,成年狗无论 从合成代谢还娃从结构特征方面,都是与人类骨骼相似 的可靠模型。其皮质骨与松质骨的比例与人骨相似。哈 佛氏单位和松质骨重建与人的形态相似,但狗的重建吏 快。当评价合成代谢药物对松质骨和哈氏审建的影响 时,狗是个合适的模型。但狗在2年中,只有2次发悄期 (春、秋天),与人类生殖生理学相差甚远。同时,狗的骨 组织生长代谢对雌激索的依赖性相对较小;狗对钙的每 U需要馕比人高,狗小肠对钙的吸收低于人类,更俏得注 意的是卵巢和子宮切除并不足以引起明显的骨丢失。因 此,B前所有用于研究成人骨骼模型屮,卵巢切除模型娃 有争论的。目前比较肯定的是,应用狗研究废用性骨质 疏松较为成功。此外,应用狗作骨质疏松研究的一个优 点是可以在狗的髂骨上做多次骨活检,便于反复、长期观 察。在选择狗的品种上,一般选用目的杂交系的小猎犬, 而随意杂交系因为不知其背录,不适用于骨代谢研究。 小猎犬身体大小适中,性格温顺,容场管理,是杂食性动 物,胃肠系统与人类相似,且其钙磷代谢方面已有资料可 査,但小猎犬价格昂贵。
(四) 免
兔是医学和生物学研究中广泛应用的动物之一。兔 的寿命一般为4〜9年,性成熟期5〜8个月,成年兔有哈
氏重建活性,可以用作合成代谢促进药物对松质骨及哈 氏重建作用的研究。由于兔具有明显的哈氏重建能力, 它们可以成功地作为糖皮质激岽诱导的骨质疏松模型。 在卵巢切除模型方面的研究报道较少.一般认为制作去 势兔骨质疏松模型,以兔龄5个月为宜,经过半年周期, 骨质疏松模型基本可建立。
(五) 猪
猪曾被成功地用于氟化物和运动对骨骼影响的研 究<:W为农家猪太大,管理和饲养困难,不适于眹学研 究,所以一般选用小沏猪。小猪作为#质疏松模型有如 下优点:有连续的发情周期,与人相似,每次丨8 — 21d;有 层状骨、骨小梁和骨皮质重建,与人相似,其内童重,骨小 梁网比人致密;骨骼大,足以接受人工装置的植人,可以 多次采活检,多次取血标本;杂食动物是人体消化道功能 最佳模型。不足之处是:小型猪昂贲,有些地区买不到; 卵巢子宫切除手术比狗更困难,因为子宮的血管更容易 破裂。
(六) 绵羊
迄今只有很少的研究以绵羊作为骨质疏松的动物模 甩。从多方面因索看,绵羊是一种极具潜力的骨质疏松 模型动物。绵羊温顺,容易处置和圈养;相对较便宜,能 大世购买到;能取大*血、屎标本,反挺骨活检没有困难; 髂嵴与人的有相似性;便于安装人工植人体。绵羊的秋 冬季发情,发情期14〜21d,自发性排卵.激索分泌悄况 与女性相似,但没有自然停经。在年老的绵羊(7〜9 岁),可见Haversian系统的重建,首先在股骨的尾部,其 次在肱骨和桡骨的骨干部分发现这种重建,因此他们认 为与其他动物如狗、猪、非人灵长类相比,绵羊可能是一 种更具有实用价侪,更经济的大动物模甩。已经证明绵 羊足研究骨质疏松合适的动物模甩,但有不少问M黹要 解决。苗搞淸股骨的哪个部位骨重建最活跃;如何解释 和对待绵羊骨密度、生化指标、髂嵴的组织形态学等指标 有季节性和日节律性波动;确定一年中哪个季节进行卵 巢切除术引起骨丢失最迅速;如何排除外界因索引起的 骨丢失。这些因索包括繁殖、喂食、钙磷比值、接受阳光 的程度等。国内还有报道应用山羊进行去势建立骨质疏 松模型的报道。
(七) 灵长类动物
M长类动物有骨生长和骨成熟两个时期。所有灵长 类动物都有一个规律的月经周期,每28d —个循环,与人 极为相似。灵长类动物的组织形态学与人类极其相似, 也同样出现增龄性和制动性失骨。灵长动物自然绝经时 间在出生后第丨5〜20年之间。悄河猴和狒狒中峰值骨 M出现的年龄在9〜10岁。怛大部分研究采用4~7岁 的猴作卵巢切除术^ W此,骨骼未成熟的灵长类通过卵 巢切除来建立模型似乎是不适当的。但是老龄化的雌性 灵长类很难找到,且代价很卨。老年拂狒和恒河猴在脊 椎病理上发现有严重的骨性关节炎,拂拂的骨性关节炎 带有明确的年龄相关性,发病椎体的前缘高度有所下降,
这种改变与脊椎压缩骨折很相似,使老年炅艮类动物脊椎的骨M测定受到影响。另外年龄和骨代谢延迟对灵长类动物实验性骨丢失的影响较大,同时由丁-灵长类的驯养条件要求严格,传播的动物源性疾病的危险性相对较高,加上费用高,试验周期长等都限制了他们的应用。成都华西华科研究所分析研发定量CT QCT骨密度体模软件分析系统
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