成都华西华科研究所分析骨质疏松症动物模型建立与QCT骨密度软件体模检测

骨质疏松症动物模型 的建立（Replication in animal models for osteoporosis)

人类卄质疏松症是由于衰老进程（妇女绝经，老年退 行性病变）及内分泌紊乱、营养不良及药物诱发等因素而 引起。模拟这些因索而对实验动物（如小鼠、大鼠、兔、 狗.猪、羊.猴、拂拂等）造成骨质疏松实验模型，虽然和人 类渐进的、慢性的、多因素的骨代谢综合征骨质疏松有一 定差别，但对药物的研究和筛选仍是很重要的手段。

一、去卵巢（OVX)致骨质疏松的动物模型 [Osteoporosis induced by Ovariectomy (OVX)]

基本原理：妇女绝经或卵巢切除后，由于体内雌激素 水平降低，而使骨代谢M负平衡，骨吸收增强，骨适逐渐 丢失，形成骨质疏松。用卵巢切除办法，使实验动物雌激 素减少，造成骨质疏松.和人类绝经后骨丢失有许多相似 之处。

(一）去卵巢致大鼠骨质疏松动物模型 操作步骒：取3月龄以上的雌性wistar或Spargm： Dawloy大鼠.以2%戊巴比妥钠（40m_K/kg)腹腔注射麻 醉，无阐条件下行背部肋下双侧卵鬼切除（大鼠用戊巴比 妥钠麻醉后，取俯臣位，在背部中三分之一处的毛.用碘 酊、酒格局部消毐皮肤。自腰椎沿背部正中线甸下做纵 行切口约2〜3cm,切开皮肤，沿肩胛线分于左右两肋下 剪开腰肌，立即可见位于两侧肾脏外下方呈淡粉红色的 卵巢及紧密相连的子咅角，在子宮角上做两个结扎，结扎 后切断子宫角，将卵巢摘出，缝合皮肤，即可），对照组一 般要求做假手术，即手术中未切卵巢，术后常规饲养，自 由饮水和摄食（标难闶体W料）。2〜4个月左右，可造成 骨质疏松模型通过骨组织形态计最学研究，可观 察到伢小梁面积降低，骨小梁宽度变薄，骨重毋与体重之

比及骨钙含量等骨量指标均较对照组低，而成骨细胞指 数、破骨细胞指数、类骨质体积等#再建指标升呙，血碱 性磷酸酶有升离趋势等，呈现典型的去卵粱大鼠骨质疏 松模型，此模型为骨高转换型，即大鼠的骨吸收功能明& 增加，骨形成也明M增加，但骨吸收功能大于骨形成功 能，最终形成了骨质疏松，这种骨质疏松与人类绝经后骨 质疏松相似雌性大鼠在6〜9个月进人骨生长静 止期，骨骺开始封闭，这时骨代谢相对稳定。要复制绝经 后妇女的骨质疏松模型，选择该月龄的雌性大鼠进行卵 巢切除比较合适，但在研究一些抑制骨吸收的药物时，应 用3〜6月龄的雌性大鼠进行預实验，雌激索和某些抗骨 吸收的药物可取得明显的效果，但研究促进骨形成的药 物时，本模拋往往得不到明显的疗效，主要原因是去卵巢 大鼠模型为骨高转换型模型，讨吸收大于骨形成，以骨丢 失为主，由于骨的大最丢失，启动了骨的合成，此时，骨合 成的功能足增强的，用来观测促进骨形成的药物，如果这 些药物作用不是十分明M的话，即很难进行观测和评价。

(二）   去卵巢致小鼠骨质疏松动物模型

操作步猓〜8周龄小鼠，去卵巢后4~5w可造成 骨质疏松，去卵巢小鼠总的骨密度下降，骨组织形态计t 学研究可观察到骨小梁面积降低，骨小梁宽度变薄.其骨 最变化与大鼠相似^:7]。去卵巢引起小鼠骨吸收参数增 加，破骨细胞表曲和破骨细胞数目增加，体外骨髓基质细 胞培育证明去卵巢引起小鼠成脊细胞的骨结节形成明显 增高，说明了去卵巢小鼠骨形成率增加，骨吸收参数也增 加形成了如大鼠相似的高转换型的骨质疏松模型 最近也有报道用去卵巢小鼠进行基因治疗的研究^:u)3。

(三）   去卵巢兔骨质疏松动物模型

操作步獮：新西兰纯种大白兔，雌性，5月龄，无菌条 件下切除双側卵巢.术后每隔2月做全身骨密度检査，半 年后骨质疏松可以形成。去卵巢兔钟密度、生物力学指 标：弯曲破坏栽荷、最大挠度及弯曲强度，骨灰重及骨灰 中钙、磚含》、子宮東量均明显低于假手术组〇病理检 査，去势组骨皮质变薄，骨小梁数目明显减少，髓腔相对 扩大，破种陷凹增多。最近报道雌性新曲兰兔去卵巢后， 加用低钙饮食（含钙* 0.07%),6周可造成骨质疏松模 型:⑴。

(四）   去卵巢致恒河猴骨质疏松动物模型

操作步骤：取大于9岁的雌性恒河猴，无荫条件下切

除双供!卵巢，在72周时，与基础组与假手术组比较，骨最 明显丢失，代表骨转换的血淸标志物明显増加，椎骨的耐 压强度和股骨颈的破坏力明显下降，与人类绝经后骨质 疏松相似。去卵巢致恒河猴骨丢失明显加速，骨转换增 加，骨密度、生物力学指标降低。这种动物模型目前认为 是与人类最接近的动物模型^[ui。

二、去睾丸致骨质疏松的动物模型[Osteopo­rosis induced by orchiectomy (ORX}]

基本原理：大擞临床资料证实，成年男性手术或药物

去势造成的急性雄激家撤退导致#转换增加，继而皮质 骨骨M迅速丢失。而补充雄激素可抑制成年男性获得性 性激素缺乏及男性背质疏松所导致的骨转换增加。睾丸 切除(ORX)大鼠骨质疏松动物模铟是研究男性骨质疏松 的审:要丁.具。动物去睾丸可致雄激素的缺乏，导致骨质 疏松，该动物模型也是骨离转换型的骨质疏松模型。 ORX对生长期及成熟期大鼠骨骼的彩响不同，生长期大 鼠ORX后骨量减少主要是由于峰值骨1的积累减弱，而 成熟期大鼠ORX后则出现骨S的净丢失增加。另外考 虑到年龄的影响，老龄雄鼠ORX后造成的骨量减少可能 包含了增龄和去势的双重作用。由于雄潋家和雌激素对 雄鼠骨骼的生艮和骨故的维持均起着重要的作用，ORX 术后造成雄鼠骨董减少或骨质疏松是雄瀲素缺乏引起， 还是雌激素缺乏引发目前观点还不一致。尽管如此，药 物千预防治ORX后骨质疏松的研究已广泛展开并初见 成效。

(一）   大鼠去睾丸致骨质疏松的动物模型

操作步骤：取4月龄雄性SD大鼠，在2%异戊巴比

妥麻醉下，进行双侧睾丸摘除术^[~。方法：用2%戊巴比 妥钠（40mg/kg)麻醉，大鼠取仰卧位，碘酊、洒梢消毐阴囊 皮肤，纵隔旁相距丨cm各开一纵行切口，剪开鞘膜后，分 别将双侧睾丸与附睾分离，切除，然后放回阴囊，缝合切 口。对照组行手术组同样的方法，找出双侧睾丸，用同法 剥离出双侧睾丸，但不摘除，然后放回阴囊，缝合切口。 用药组可在去寒丸第二天开始用药，每天1次（根据每周 体重，调整用药M),持续90天。所有动物在同等条件下 饲养，自由摄食和摄水，每周称体承一次。年龄对照组和 去睾丸组动物喂生理盐水，全部大鼠在处死前第14、13 天和第3、2天分别给其皮下注射盐酸四环索（25mg/kg) 和Cal_cein( 5mg/kg)，这样就可在骨表面形成黄色和绿色 两层双荧光标记，以动态规察两次注射期间骨形成的情 况。大鼠去寒丸90天结果显示.ORX组与对照组比较， 骨m%TS.Ar减少，骨小梁数M Tb.N减少，骨小梁分离 度TS.Sp增加；而代表骨形成的参数值明显增加，如荧光 标记周长百分率％1>. Pm增加，骨形成率BFR/BV和 BFR/BS明显增加；代表骨吸收的参数值明显也增加，如 破骨细胞数H和破骨细胞周长明显增加^[u]。大鼠去寒 丸模型可通过双能X线骨密度测定仪（DXA),骨灰重， 骨指数分析付组织形态计量学等方法进行检测和评 价【^,5气

(二）   小鼠去睾丸致骨质疏松的动物模型

操作步骤：取7煳龄的小鼠，在2%异戊巴比妥麻醉下，进行双侧睾丸摘除术，术后4周，小鼠股骨骨矿密度 明M下降。骨组织形态计里学分析可见小鼠股骨末端松 质骨骨小梁体积和骨小梁厚度M著下降，这些结果可为 研究某些药物的作用提供合适的动物模型^¹。小鼠去 睾丸致骨质疏松的动物模型已经被用于药物的研究，如 有报道小鼠去華丸后股骨千背后端末梢骨小梁面积明显 减少，用染料木黄銅（genistein，0. 4 ~ 0 • 8mg/d)或雌二醉(17beta - estradiol,0.03 microg/d)皮下给予 3 周可产生明 M的预防作用最近有研究报道，小鼠去睾丸后椎骨 的骨矿密度和压缩力学减少，如给予糖皮质激家28天后 的作用是一样的，伹小鼠去睾丸后同时给予糖皮质激素， 这些作用没有相加。小鼠去寒丸后引起的成骨细胞和破 骨细胞的祖细胞活性增加的作用可被同时给予糖皮质激 索所预防，同样地，由去睾丸引起的类骨质的增加，成骨 细胞，破骨细胞，骨形成和骨活化频率的增加，也可被同 时给予糖皮质激索所预防，去華丸和给予糖皮质激索均 可使小鼠成骨细胞凋亡，但小鼠去举丸后同时给T糖皮 质激素，这些也作用没有相加。这邱资料提示了小鼠 去睾九后冏时给T糖皮质激索不会造成更严载的骨质疏 松，值得我们今后建立动物模型时注息。

(三）家兔去睾丸致骨质疏松的动物模型

操作步猓：取6〜8周龄健康的雄性新西兰白兔，用 抟通颗粒标准饲料饲养，每天100g,饲养2埙。随机分为 3组：对照组（假手术）、去举丸组和举》补充组，箪酮补 充组去寒丸后加用长效和一酸睾酮（TU),笮次肌注TU6 mg/kg,每2周注射1次，20周共注射10次。去睾丸雄 兔组麻醉后，取仰卧位，碘伏酒精消毒阴囊皮肤，纵隔旁 相距1 cm处开一纵行切口，剪开鞘膜后，分离双脷举丸 与附華，并将双侧睾丸切除〇对照组行假手术，不切除双 側寒丸。每周称体电1次，20間后进人测蟥阶段。结果 去睾丸组和窣酮补充组与对照组比较，全身背密度和腰 椎骨密度略有下降，但无统计学意义（P>0 .05)，股骨颈 背密度在去寒丸组明显低于对照组，差异显著，兵冇统计 学意义（P<0.01),睾酮补充组和对照组相比，股背颈# 密度无显著差异（P>0.05),此外，去睾丸组血淸TT水 平明显下降<P<0.01)，章酮补充组血淸TT水T升高接 近对照组。去睾丸组血淸E2和E2/TT比明显高于对照 组（PC0.01),寒酮补充组血淸E2和E2/ TT下降，接近 对照组水平（P均>0.05)。与对照组相比，去举丸组血 淸Ca²⁺ ,[C«²’ ]i及AKP浓度明显升高（P均<0 .01)， 睾酮补充组血淸Ca〃、[CV ]i 'Mg²♦以及AKP浓度较 去寒丸组低，接近对照组水平（P>0.05)。股骨颈#密 度在去寒丸组明显低于对照组和睾酮补充组（P < 0. 01),而后两组无差别（P>0.05)^[21’*。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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