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骨质疏松动物模型 骨科模型

去势(切除卵巢/睾丸)致骨质疏松 卵巢是卵子发育和激素产生的器官,其受到下丘脑和垂体促性腺激素的双重调控(卵泡雌激素FSH)和黄体 生成素(LH)。LH是在下丘脑垂体促性腺激素释放激素(GnRH)的作用下以脉冲的方式分泌,在正反馈作用 下诱发排卵所需的LH峰。在卵巢,FSH受抑制素的双重负反馈调节,并受到性激素尤其是雌激素、孕激素 的负反馈调节。雌激素在调节骨代谢及维持内环境的稳定性方面有着重要的作用,雌激素水平低下被认为 是导致骨质疏松症的主要原因。 

雌性大鼠双侧卵巢摘除是一个较成熟的动物模型,可以成功建立模拟雌激素缺乏而导致的骨质疏松动物模 型。这也为研究雌激素缺乏对人体其他系统的损害奠定了基础。雌激素是体内重要的激素,它对骨代谢有 着重要的作用。在对小鼠进行去势手术后,机体处于一种低雌激素的微环境,骨转换过程加速,骨代谢加 强,成骨细胞量降低,破骨细胞活跃,从而导致机体骨量丢失以及正常生理结构的破换,容易导致骨质 疏。 

研究显示雌激素缺乏后,小鼠骨髓间充质细胞成骨能力显著降低,这与骨质疏松发生有关;而且雌激素缺乏后,会加重牙周炎的程度,这与雌激素缺乏后降低了牙周膜成纤维细胞的增殖与成骨能力有关。 

许多已知的骨代谢相关因子都受到雌激素的调控。在成骨细胞,雌激素能够促进代谢生长因子IGF-I 的合 成与分泌,同时抑制骨吸收相关因子,如白介素-1(IL-1)及白介素-6(IL-6)、前列腺素、肿瘤坏死因子 (TNF)等。雌激素也可以促进骨保护素(OPG)的合成与分泌,而这种激素在抑制破骨细胞的功能方面有 着重要的作用。多方证据表明,在卵巢切除术后或绝经后,由于骨小梁的快速缺失而导致骨质疏松。 

1.实验动物 SPF级Balb/c小鼠,健康,雌性未孕,4~6W,体重为18g~20g. 

2.实验分组 实验分六组:正常对照组、模型组、阳性药组、受试药组三个剂量组,每组15只动物。 

3.实验周期 12W 

建模方法 

1.小鼠3%戊BA比妥钠40mg/kg腹腔麻醉后仰卧,腹部脱毛。 

2.在无菌条件下于腹股沟水平沿腹中线剪开皮肤及肌层,暴露腹腔。 

3.分离子宫并摘除卵巢,清理伤口后分两层缝合皮肤及基层,待小鼠清醒后,将其放回洁净笼具后放回饲 养室饲养,定期观察小鼠状态及死亡情况并做好记录。 

4.术后3天,每只小鼠每天注射4万单位青霉素,防止感染。 

5.对照组仅摘除卵巢周围约1 g脂肪,而保留卵巢,其余处理相同。 

6.12W取材,X线测量各组小鼠骨密度(bone mineraldensity ,BMD),再腹腔注射麻醉,摘眼球取血, 室温静止2h,4℃离心机3000r/min离心10min,分离出上层血清,置-80℃冰箱保存备用。取小鼠胫骨标本 用于病理学检测。

模型的评价 

1.卵巢去势后小鼠体重、雌二醇及骨密度变化 去势组大鼠体重增长迅速,活动能力下降,毛色缺乏光泽而略灰暗,而对照组小鼠体重增加缓慢,毛色光 亮,活动正常。去势组雌二醇水平及股骨 BMD 显著下降。 

2 . 骨形态学染色

取各组小鼠胫骨标本,置入 10%中性甲醛缓冲固定液中(pH=7.2-7.4,4°C)固定 24-48h,再 经 10%EDTA-2 Na 缓冲液(pH=7.4,4°C)脱钙,隔5-7d 更换脱钙液;脱钙完全后,梯度乙醇脱水,二 甲苯透明,纵向石蜡包埋,5um 连续切片,常规 HE 染色。 对照胫骨骨小梁密集,相互交织成网状;模型组骨小梁数目明显减少,骨小梁变薄,呈断裂状。 

3 .细胞因子的检测 有研究发现,雌激素的缺乏将导致机体自发的启动应激反应。去势后血清中IL-6 、IL-8 、IL-1β、TNFα 的表达量增加,可以用ELISA 法检测。

小鼠卵巢去势骨质疏松症模型手术大体操作图 

维甲酸致骨质疏松模型 

造模机制 

维甲酸是维生素A的衍生物,具有与维生素A相似的药理作用,临床上主要用于各种皮肤科疾病的治疗,但 其伴有骨质疏松副作用。过去的研究表明,维甲酸能激活机体内破骨细胞促进骨吸收,但对成骨细胞活性 无抑制作用,对骨形成及骨基质的矿化过程也无明显影响,最终使机体内骨重建处于骨吸收大于骨形成的 负平衡状态,从而导致动物出现骨质疏松。 

实验方法 

3个月龄雌性大鼠每天按70mg/kg体重的剂量口服维甲酸(retinoic acid),连续14d,随后14d维甲酸改为生 理盐水。动物常规饲养,自由饮水及进食。于造模开始后第29日处死动物,取其胫骨于固定液中固定,常 规脱钙,石蜡包埋,作连续切片,光镜下观察。 

模型特点

口服维甲酸3d后,模型大鼠食量明显减少;至第14日时动物体重明显减轻,活动减少,并可见拱背竖毛。 模型大鼠胫骨近心段松质骨(骨小梁)骨量及形态发生明显改变,骨小梁面积百分数、密度显著减少,骨小 梁间隙增大。模型动物骨组织切片形态计量结果显示,胫骨中段密质骨面积百分数也明显减少,骨髓腔面 积百分数增大,反映破骨细胞活性与功能的骨内膜面骨吸收周长百分数明显增高。本模型制作方法简便, 造模时间短,模型成功率高,动物骨质疏松表现典型,易于开展给药观察。 

需确认的信息 

1.模型种属(大鼠还是小鼠或是其他种属) 

2.动物体重有无要求,年龄有无要求 

3.雌雄有无要求 

4.模型构建具体方案 

5. 取材要求(采血、取组织样本)

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