大鼠去卵巢后不同时期骨微结构和力学性能的变化特征

目的揭示大鼠在去卵巢后不同时期腰椎松质骨微结构退变的变化特征,探讨骨整体力学性能下降的同时可能存在的各种适应性代偿性变化。方法50只7月龄SD大鼠随机分为基线、去卵巢组（OVX组）和假手术组（SHAM）。基线组10只,其余每组均20只。实验开始时先将基线组10只处死,OVX组和SHAM组分别在手术后3周、15周各处死10只,留取动脉血清及腰椎标本,骨微结构、力学和生化指标的测定。结果去卵巢后3周时OVX组表观骨密度、骨体积分数、骨小梁厚度和骨小梁数量均较SHAM和基线降低（P〈0．05）,各向异性度较基线下降（P〈0．05）而与SHAM组无统计学差异。骨小梁面积密度、骨小梁间隔和结构模型指数均较SHAM和基线组增加（P〈0．05）。去卵巢后3周时OVX组最大应力、弹性模量、血清TRAP-5b和骨细胞密度均低于基线（P〈0．05）而与SHAM组无统计学差异。去卵巢后15周时OVX组表观骨密度、骨体积分数、骨小梁数量和联接密度、最大应力、TRAP-Sb和骨细胞密度均较SHAM和基线组降低（P〈0.05）,骨小梁结构模型指数、骨小梁间隔和各向异性度均较SHAM和基线组增加（P〈0．05）,骨小梁面积密度和厚度均与SHAM和基线组无统计学差异。结论大鼠去卵巢后腰椎骨量快速丢失,骨微结构逐渐退变,而血清TRAP-5b水平下降及骨细胞密度、骨小梁各向异性度和厚度的适应性增加,可能在一定程度上代偿骨力学性能的下降,有利于维持骨结构的完整性。     

染料木素和17β-雌二醇对去卵巢大鼠松质骨微结构的作用

目的 观察染料木素和小剂量17β-雌二醇对去卵巢（OVX）大鼠松质骨微结构的作用。方法90只7月龄SD大鼠被随机分为基线组、OVX组、假手术（SHAM）组、小剂量17β-雌二醇干预组（10μg·kg^-1·d^-1，EST组）和染料木素干预组（5mg·kg^-1·d^-1，GEN组），分别在基线时、手术后3周和15周处死。分离左胫骨行显微CT扫描，分析距生长板远端1．6mm、层厚0．5mm骨组织的感兴趣区域松质骨结构。结果去卵巢后第3周，GEN组的组织骨密度和骨小梁厚度明显大于OVX组和EST组（均P〈0．05）；EST组的骨小梁数目显著多于GEN组（P〈0．05），骨小梁间隔则明显小于GEN组（P〈0．05）；OVX组、GEN组和EST组3组的体积骨密度和骨体积分数差异无统计学意义，但均明显小于SHAM组（均P〈0．05）。第15周时，OVX组、GEN组和EST组3组间的体积骨密度、骨体积分数、骨小梁数目和联接密度差异无统计学意义，但均小于SHAM组（均P〈0．05），结构模型指数和骨小梁间隔则大于SHAM组（均P〈0．05）。纵向观察发现，OVX组、GEN组和EST组3组的体积骨密度、骨体积分数、骨表面积分数和联接密度随时间出现下降，而组织骨密度、结构模型指数、骨小梁厚度和骨小梁间隔等参数随时间增加（均P〈0．05），其中OVX组和EST组组织骨密度和骨小梁厚度在第3周和第15周之间出现明显增长（均P〈0．05），GEN组组织骨密度增长主要发生在去卵巢后的第3周内，骨小梁厚度则在3周和15周均有增长（均P〈0．05）。SHAM组骨小梁厚度和骨小梁间隔亦随时间增加，骨表面积分数和联接密度则下降，其他参数随时间无明显变化。结论 染料木素能促进松质骨矿物质沉积和骨小梁增厚，17β-雌二醇则对抗雌激素缺乏引起的骨小梁数目减少和骨小梁间隔增大。     

低铁环境对去势小鼠血清骨钙素及骨组织影响的初步研究

目的 观察去势小鼠在低铁环境下血清骨钙素及骨微结构的变化.方法 24只12周龄C57BL/6小鼠,体重(19.5±0.5)g分为假手术组(SHAM)、模型组(OVX)、低铁组(OVX+DFO),每组8只.低铁组于卵巢切除后第2天腹腔注射甲磺酸去铁胺(DFO),剂量为30 mg/kg,每周3次,共5周;模型组、假手术组均腹腔注射同等刹量0.9％生理盐水,共5周;第5 周末取血后处死小鼠并分离子宫、左侧股骨;ELISA试剂盒检测血清骨钙素、血清铁蛋白;分析天平称子宫重量;显微CT扫描股骨末端并取目标区进行三维重建,获取骨小梁、骨皮质三维结构图像,进行松质骨、皮质骨定量分析.结果 (1)血清骨钙素、血清铁蛋白:低铁组均显著低于模型组、假手术组(P＜0.01);(2)松质骨、皮质骨骨密度:低铁组均显著低于模型组、假手术组(P＜0.01),骨小梁厚度、骨小梁间隔低铁组显著增加(P＜0.01),骨小梁数量、骨体积分数低铁组显著降低(P＜0.01).结论 一定剂量的DFO(30 mg/kg)可以降低去势小鼠血清铁蛋白水平和骨组织形成指标.     

骨细胞密度对骨生物力学性能的影响

目的 探讨骨细胞密度是否为衡量骨生物力学性能的指标. 方法 40只7月龄雌性SD大鼠随机分为去卵巢组(OVX)、OVX+金雀异黄酮(GEN,5 mg·kg-1·d-1)和OVX+1713雌二醇(EST,10 μg·kg-1·d-1)组及假手术组(SHAM),每组lO只.手术后15周第5腰椎(L5)椎体进行压缩试验,L6椎体先行显微CT扫描测量三维骨密度和骨微结构参数,然后进行疲劳损伤试验,最后行大块组织品红染色、塑料包埋和磨片.磨片标本用于微损伤、骨细胞密度检测. 结果 去卵巢后15周时,OVX组骨细胞密度为(1268.1±191.2)个/mm2,较SHAM组(1760.8±376.6)个/mm2及EST组(1550.9±202.2)个/mm2降低(F=3.531,P<0.05);OVX组最大应力为(84.4±16.9)N,较SHAM(110.3±25.6)N、EST(103.9±15.8)N及GEN组(110.1±4.9)N降低(F=9.561,P<0.05);OVX组骨小梁连接密度为(47.4±7.4)mm-3,较SHAM(71.8±16.0)mm-3及EST组(74.0±12.7)mm-3降低(F=7.635,P<0.05);OVX组骨矿含量为(6.5±2.2)g,较SHAM组(7.9±1.2)g降低(F=2.489,P<0.05);OVX组微破裂平均长度(58.1±6.8)μm,较SHAM(24.2±8.1)/Lm、EST(36.5±9.7)μm及GEN组(28.5±7.5)μm增加(F=3.179,P<0.05);OVX组骨小梁间隔(315.0±32.7)μm,较SHAM(222.5±21.7)μm及EST组(273.3±50.O)μm增加(F=7.007,P<0.05).骨细胞密度与最大应力(R2=0.7874,P<0.05)、骨小梁连接密度(R2=0.1153,P<0.05)、骨矿含量(R2=0.1309,P<0.05)呈正相关,与微破裂平均长度(R2=0.5738,P<0.05)、骨小梁分离度(R2=0.3964,P<0.05)负相关. 结论 骨细胞在维持骨力学性能中起重要作用,骨细胞密度可能是潜在的评价骨力学性能的重要指标.     

旋转中心偏移对显微CT松质骨定量分析的影响

目的 观察旋转中心微小偏移对显微CT测量参数的影响.方法 20只7月龄SD大鼠随机分为去卵巢组(OVX)和假手术组(SHAM).手术后3周处死,应用显微CT扫描胫骨近干骺端.手动校正以获取每次扫描的最佳旋转中心,分析各旋转中心在偏移±0.5、±1.0、±1.5和±2.0像素条件下的密度及微结构参数.结果 一般线性模型分析结果显示OVX组与SHAM组比较,表观骨密度、组织骨密度、骨体积分数、骨小梁数量和联接密度明显下降,骨小梁间隔明显增宽(P<0.05).组织骨密度、各向异性度、骨小梁面积密度和联接密度随旋转中心的偏移下降,骨体积分数和骨小梁厚度随偏移幅度的加大逐渐升高.旋转中心偏移±1.5像素内,对组织骨密度、骨体积分数、各向异性度和联接密度的测量无影响.而骨小梁厚度和骨小梁面积密度在旋转中心偏移±1.0像素内影响较小.OVX组与SHAM组各参数随旋转中心偏移的变化趋势基本一致.各参数随旋转中心偏移服从二次回归方程趋势.通过二次回归方程拟合,可以获得实际旋转中心.以该中心获取的图像质量高,并能确保定量分析数据的准确.实际旋转中心与人为校正的最佳旋转中心之间存在微小差异.结论 旋转中心的微小偏移对表观骨密度、结构模型指数、骨小梁间隔和数量的测量无明显影响.组织骨密度、骨小梁厚度、骨小梁面积密度、骨体积分数、各向异性度和联接密度受旋转中心偏移影响较大.通过二次曲线方程拟合能找到正确的旋转中心,该中心与人为校正获取的最佳旋转中心存在一定误差.     

葛根素对去卵巢大鼠机体骨代谢影响的观察

目的 观察葛根素对去卵巢大鼠机体骨代谢的影响,探讨其对雌激素缺乏引起的骨质疏松症的治疗作用.方法 3月龄清洁级SD大鼠60只,背驮式切除双侧卵巢后每日灌胃葛根素5 mg/kg(P-5组),10 mg/kg(P-10组)和20 mg/kg(P-20组),并设假手术组(Sham),模型组(OVX)和己烯雌酚阳性对照组(E).3个月后处死动物,测定大鼠胫骨干重、灰分重量和矿物质含量,胫骨Ca、P含量以及血清相关骨代谢指标.结果 与OVX组相比,葛根素各组的胫骨矿物质含量(mg/g)均有增加(574±17,590±22和597±18),其中P-20组差异显著(P＜0.05);葛根素各组的胫骨Ca含量(mg/g)高于OVX组 (132±10,222±7,228±8),其中P-10,P-20两组差异显著(P＜0.05,P＜0.01),说明服用葛根素后大鼠骨量得到增加;同时,葛根素各组的碱性磷酸酶(U/L)与OVX组有所降低(101±26,90±20,71±15),其中P-10,P-20两组差异显著(P＜0.05,P＜0.01),说明去卵巢大鼠骨的高转换状态得到改善.结论 葛根素能抑制去卵巢大鼠骨量的丢失,对骨代谢有较好的调节作用,对雌激素缺乏引起的骨质疏松症有一定的治疗作用.     

去铁斯若治疗去卵巢小鼠铁蓄积骨量下降

目的观察去铁斯若(deferasirox,DFR)对加枸橼酸铁铵(ferric ammonium citrate,FAC)铁蓄积绝经后小鼠骨丢失的治疗作用。方法 32只2月龄小鼠采用数字表法随机分为4组。假手术(Sham)组采用0.9%氯化钠注射液干预;去卵巢(ovariectomy,OVX)对照组切除双侧卵巢;去卵巢(OVX+FAC)组切除双侧卵巢后给予枸橼酸铁铵80 mg/kg(溶于0.9%氯化钠注射液)腹腔注射,每周3次,共持续5周;去卵巢加枸橼酸铁铵加去铁斯若(OVX+FAC+DFR)组在枸橼酸铁铵干预基础上给予去铁斯若100 mg/kg(溶于0.9%氯化钠注射液)灌胃,每周5次,持续6周。最后检测各组铁蛋白水平、骨铁含量以及股骨远端松质骨micro-CT扫面分析和三维重建。结果血清铁蛋白、骨Perl's染色提示OVX+FAC组铁蛋白(220.7±28.3)μg/L,显著高于Sham组(112.8±6.0)μg/L和OVX组(103.8±22.4)μg/L,DFR干预后OVX+FAC+DFR组铁蛋白(151.5±36.1)μg/L有所下降,差异有统计学意义(P0.05)。三维重建示OVX+FAC组小鼠骨小梁稀疏,骨密度(0.074±0.010)mg/mm~3减低,DFR干预后骨小梁稍有增加,骨密度(0.110±0.015)mg/mm~3显著恢复。结论 DFR可部分逆转铁蓄积导致的骨量下降,从而提高骨密度,改善骨微结构。     

旋转中心偏移对显微CT松质骨定量分析的影响

目的观察旋转中心微小偏移对显微CT测量参数的影响。方法20只7月龄sD大鼠随机分为去卵巢组（OVX）和假手术组（SHAM）。手术后3周处死,应用显微cT扫描胫骨近干骺端。手动校正以获取每次扫描的最佳旋转中心,分析各旋转中心在偏移±0．5、±1．0、±1．5和±2．0像素条件下的密度及微结构参数。结果一般线性模型分析结果显示OVX组与SHAM组比较,表观骨密度、组织骨密度、骨体积分数、骨小梁数量和联接密度明显下降,骨小梁间隔明显增宽（P〈0．05）。组织骨密度、各向异性度、骨小梁面积密度和联接密度随旋转中心的偏移下降,骨体积分数和骨小梁厚度随偏移幅度的加大逐渐升高。旋转中心偏移±1．5像素内,对组织骨密度、骨体积分数、各向异性度和联接密度的测量无影响。而骨小梁厚度和骨小梁面积密度在旋转中心偏移±1．0像素内影响较小。OVX组与SHAM组各参数随旋转中心偏移的变化趋势基本一致。各参数随旋转中心偏移服从二次回归方程趋势。通过二次回归方程拟合,可以获得实际旋转中心。以该中心获取的图像质量高,并能确保定量分析数据的准确。实际旋转中心与人为校正的最佳旋转中心之间存在微小差异。结论旋转中心的微小偏移对表观骨密度、结构模型指数、骨小梁间隔和数量的测量无明显影响。组织骨密度、骨小梁厚度、骨小梁面积密度、骨体积分数、各向异性度和联接密度受旋转中心偏移影响较大。通过二次曲线方程拟合能找到正确的旋转中心,该中心与人为校正获取的最佳旋转中心存在一定误差。     

磁共振波谱成像联合显微CT动态评估快速诱导的兔骨质疏松模型

目的 采用磁共振波谱成像(MRS)联合显微CT(Micro-CT)动态评估快速诱导兔骨质疏松(OP)模型骨质量变化规律,明确联合应用两种影像技术的优势。方法 60只8月龄雌兔分为假手术组(A组)、卵巢去势(OVX)组（B组）及OVX+肌注甲强龙组（C组）,每组20只。3组术后2、4、8、10周（各时间点兔5只）分别行腰5椎体MRS及Micro-CT扫描,检测骨髓脂肪分数(FF)和骨微结构参数。结果 B、C组骨髓FF值随时间呈渐进性增高,自第4周始C组较A组明显增高(P＜0.01),B组则在第10周才与A组差异有统计学意义(P＜0.05)。C组骨密度在术后第8周始明显低于A组(P＜0.01),FF与骨密度、骨体积分数、骨小梁厚度、骨小梁连接密度及骨小梁数目呈中度负相关,与结构模型指数及骨小梁间隙呈正相关性（均P＜0.01）。结论OVX+糖皮质激素是一种快速、有效的OP模型兔制作方法,MRS、Micro-CT可无创性地评价OP骨髓脂肪含量和骨微构筑,联合应用可早期、全面评价OP骨量和骨质量变化。     

糖皮质激素对大鼠胫骨近端干骺端破骨细胞中大麻素受体1表达的作用

目的 探讨糖皮质激素(GC)性骨质疏松症(GIOP)发病的分子机制.方法 32只雌性SD大鼠按体重随机分为3组:基线组(10只)、GC治疗组(11只)和对照组(11只).干预9周.双能X射线吸收法测量骨密度(BMD);显微CT定量分析右侧胫骨的松质骨BMD和结构;原位杂交和免疫组化检测左侧胫骨近端干骺端大麻素受体1(CB1R)的表达.结果 实验结束时,对照组活体全身BMD[(0.156±0.008)g/cm2]较基线组[(0.147±0.006)g/cm2]显著升高,GC治疗组活体全身BMD[(0.147±0.006)g/cm2]和离体股骨整体BMD[(0.220±0.011)g/cm2]较对照组[(0.156±0.008)g/cm2和(0.240±0.024)g/cm2]明显降低.与基线组和对照组比较,GC治疗组骨小梁体积BMD和组织BMD以及骨小梁的数目和连接度明显下降(P<0.05),而骨小梁的分离度显著增大(P<0.05),骨小梁厚度也增加;GC治疗组破骨细胞中CB1R mRNA和蛋白表达显著增加(P<0.05),且与部分微结构参数密切相关(P<0.05).结论 GC可使大鼠BMD降低,骨微结构衰败.GC上调破骨细胞中CB1R的表达水平,可能是GIOP发病的分子机制之一.