7月齡與12月齡雌雄大鼠去勢致骨質疏松的比較

曾琳玲，楊 威

（1.廣東嶺南職業技術學院 醫藥健康學院，廣東 廣州510663；2.廣州市醫藥工業研究所，廣東 廣州510240）

骨質疏松癥是一種全身性的骨骼疾病，是目前危害中老年人群身心健康的重要疾病之一。去勢大鼠骨質疏松模型是較常用的動物模型之一，國內文獻多采用3～6月齡的雌性大鼠去卵巢模型，較適用于模擬婦女絕經后的骨質疏松。而用雄性及12月齡大鼠建立去勢骨質疏松模型，可分別模擬男性及老年性的骨質疏松，而該模型相關報導較少［1］。本實驗分別選用7月齡和12月齡的雌雄大鼠建立去勢骨質疏松模型，從骨生物力學、骨組織計量學、骨指數、血清生化等方面綜合評價并比較上述骨質疏松模型的差異。

1 材料和方法

1.1 材料

動物：7月齡、12月齡SPF 級SD 大鼠，合格證號分別為：0032537，0034413，購自廣東省醫學實驗動物中心，動物飼養于SPF級動物房。YLS－16A 小動物骨骼強度測定儀，山東省醫學科學院設備站生產。全自動生化分析儀：7020，日本日立公司。病理圖像分析軟件：Image－Pro Plus 6.0，Media Cybemetics公司。

1.2 方 法［2］［3］

7、12月齡雌雄SD 大鼠分別按體重隨機分為：雌雄偽手 術組（7Sham－F、7Sham－M和12Sham－F、12Sham－M），雌雄去勢組（7GONA－F、7GONA－M 和12GONA－F、12GONAM），用2%戊巴比妥鈉麻醉＋＋＋制備血清。血清用于測定血清鈣（Ca）、磷（P）、堿性磷酸酶（ALP）。大鼠右側股骨用于測定骨長度、最大及最小直徑、骨體積、骨表觀密度（用阿基米德定律測定）、骨濕重、骨干重（濕骨標本于80℃干燥24h所得）、骨灰重（干骨標本于馬弗爐650℃灰化24h 所得）；左側股骨、脛骨用于生物力學測定；左側脛骨近端行脫鈣法制片并使用病理圖像分析軟件測定以下骨形態計量學靜態參數：骨小梁面積百分數（%Tb.Ar）、骨小梁厚度（Tb.Th）、骨小梁數量（Tb.N）、骨小梁分離度（Tb.Sp）。

1.3 統計學方法

所有數據均輸入EXCEL2003統計軟件進行相應的統計處理，各組計量數據均采用（±s）表示，結果進行組間t檢驗分析。

2 結果

2.1 去勢對大鼠體重的影響

結果（見表1）表明：與偽手術組相比，7月齡雌性大鼠去勢3周后體重增長明顯加快（P＜0.05或0.01），雄性大鼠去勢后6周體重增長明顯減緩（P＜0.05），12月齡去勢組體重增長與偽手術組相比無統計學差異。

表1 大鼠體重的變化 （±s）

表1 大鼠體重的變化 （±s）

注：與偽手術組相比，＊表示P＜0.05，＊＊ 表示P＜0.01。

組別 n 動物體重（g）去勢前3wk 6wk 9wk 12wk 15wk 7Sham－F 12 351.6±18.6 358.4±17.9 381.3±23.6 394.4±20.4 409.3±27.2 415.3±47.1 7GONA－F 12 348.8±22.9 387.3±24.1＊＊ 410.3±24.1＊＊ 431.0±29.5＊＊ 450.3±27.3＊＊ 473.2±27.7＊＊7Sham－M 12 542.0±36.1 580.9±37.5 622.4±41.7 643.3±39.4 658.8±38.3 682.8±38.6 7GONA－M 12 546.8±29.8 554.4±29.6 576.4±32.4＊＊ 593.5±31.6＊＊ 604.0±33.1＊ 618.6±32.3＊12Sham－F 10 385.4±43.9 407.2±35.9 412.9±50.9 421.2±51.5 441.2±65.7 457.8±70.2 12GONA－F 8 407.3±49.6 413.4±24.9 435.1±41.2 437.8±41.2 467.5±50.2 475.4±50.0 12Sham－M 9 660.3±70.0 690.8±70.7 705.0±70.2 727.0±77.3 730.4±81.1 750.2±92.8 12GONA－M 9 613.2±45.6 630.1±45.4＊＊ 656.1±52.7 663.8±58.8 672.0±71.0 690.6±67.2

2.2 對大鼠生物力學指標影響

結果（見表2）表明：與偽手術組相比，除12GONA－F組外，其余去勢組股骨、脛骨三點彎曲試驗最大荷載均明顯減少（P＜0.01）；與7月齡相應組相比，12月齡大鼠股骨、脛骨三點彎曲試驗最大荷載無明顯改變（P＞0.05）；與雌性相應組相比，雄性各組大鼠股骨、脛骨三點彎曲試驗最大荷載均明顯增加（P＜0.01）。

2.3 對大鼠組織計量學指標的影響

結果（見表3）表明：與偽手術組相比，各去勢組脛骨近端%Tb.Ar、Tb.N 均減少（P＜0.01），Tb.Sp均增加（P＜0.01或0.05）。與7Sham－F 組相比，7Sham－M、12Sham－F脛骨近端%Tb.Ar、Tb.N 減少（P＜0.01），Tb.Sp增加（P＜0.01）。

2.4 對大鼠血清生化的影響

結果（見表4）表明：與7Sham－F組相比，7GONA－F組、12Sham－F ALP明顯升高（P＜0.01）。7GONA－F組血清鈣明顯降低（P＜0.01）。與7Sham－M 組相比，7GONA－M 組ALP明顯降低，血清鈣明顯降低（P＜0.01）。12月齡大鼠去勢后有雌性ALP 增加而雄性ALP 減少的趨勢（P＞0.05）。

表2 對股骨三點彎曲最大載荷的影響 （±s）

表2 對股骨三點彎曲最大載荷的影響 （±s）

注：與偽手術組相比，＊表示P＜0.05，＊＊表示P＜0.01；與雌性相應組相比，△表示P＜0.05，△△表示P＜0.01；與7月齡相應組相比，▲表示P＜0.05，▲▲表示P＜0.01。下同。

組別 n 股骨最大載荷（kg） 脛骨最大載荷（kg）7Sham－F 12 19.804±2.304 12.521±2.575 7GONA－F 12 16.335±1.523＊＊ 8.911±12.832＊7Sham－M 12 25.660±1.183△△ 19.116±2.565△△7GONA－M 12 22.228±1.755＊＊△△14.700±1.908＊＊△△12Sham－F 10 18.812±2.242 11.180±0.814 12GONA－F 8 17.387±0.713 11.438±0.930 12Sham－M 9 26.535±2.077△△ 18.035±1.855△△12GONA－M 9 21.469±3.882＊＊△△14.179±2.334＊＊

表3 對脛骨近端組織計量學的影響 （±s）

表3 對脛骨近端組織計量學的影響 （±s）

組別 n 骨小梁面積百分比（%） 骨小梁厚度（μm） 骨小梁數目（個／mm2） 骨小梁分離度（μm）7Sham－F 12 37.16±8.11 52.89±8.23 7.03±1.13 93.31±27.43 7GONA－F 12 16.22±5.39＊＊ 44.63±6.71＊ 3.65±1.06＊＊ 251.73±80.02＊＊7Sham－M 12 22.46±5.77△△ 52.87±10.09 4.24±0.77△△ 192.04±44.34△△7GONA－M 12 15.20±6.01＊＊ 50.92±7.12△ 2.90±0.93＊＊ 347.28±179.36＊＊12Sham－F 10 22.49±4.13▲▲ 57.05±10.84 3.98±0.60▲▲ 199.91±37.42▲▲12GONA－F 8 13.26±4.55＊＊ 52.48±9.17 2.48±0.69＊＊▲▲ 398.13±199.37＊12Sham－M 9 18.54±4.29 59.07±8.81 3.15±0.65△▲▲ 270.45±61.97△▲▲12GONA－M 9 11.28±3.96＊＊ 52.12±9.94 2.10±0.48＊＊▲ 472.24±170.23＊＊

表4 對大鼠血清生化的影響 （±s）

表4 對大鼠血清生化的影響 （±s）

組別 n ALP（U／L） Ca（mmol／L） IP（mmol／L）7Sham－F 12 19±11 2.50±0.09 1.66±0.32 7GONA－F 12 34±12＊＊ 2.37±0.13＊＊ 1.53±0.24 7Sham－M 12 51±16△△ 2.30±0.11△△ 2.29±0.78△7GONA－M 12 35±11＊ 1.83±0.42＊＊△△ 1.47±0.44＊＊12Sham－F 10 31±13▲ 2.46±0.16 1.28±0.29▲▲12GONA－F 8 41±17 2.32±0.15 1.31±0.17▲12Sham－M 9 56±14△△ 2.29±0.16△ 1.70±0.11△△▲12GONA－M 9 47±11▲ 2.25±0.09▲▲ 1.47±0.20＊

2.5 對大鼠右側股骨骨指數的影響

結果（見表5、表6）表明：與7Sham－F組相比，7GONAF組骨最大直徑、濕重、干重、灰重及表觀骨密度均明顯減少（P＜0.05）；與7Sham－M 組相比，7GONA－M 組骨長度、最大直徑、濕重均明顯減少（P＜0.01或0.05）；與12Sham－M組相比，12GONA－M 組骨長度、最小直徑、體積、濕重、干重、灰重均明顯減少（P＜0.01 或0.05）；而12Sham－F 與12GONA－F組各項骨指數均無統計學差異。與雌性組相比，各相應雄性組的骨長度、最大直徑、最小直徑、體積、濕重、干重、灰重均明顯增加（P＜0.01或0.05）；與12Sham－F相比，12Sham－M 骨表觀骨密度明顯增加（P＜0.01）。與7月齡組相比，12月齡雌性組表觀骨密度減少（P＜0.01）。

表5 對大鼠右側股骨骨長度、直徑的影響 （±s）

表5 對大鼠右側股骨骨長度、直徑的影響 （±s）

組別 n 骨長度（cm） 骨最大直徑（cm） 骨最小直徑（cm） 骨體積（ml）7Sham－F 12 3.807±0.140 0.592±0.029 0.328±0.020 0.701±0.057 7GONA－F 12 3.772±0.074 0.561±0.024＊ 0.327±0.019 0.666±0.064 7Sham－M 12 4.382±0.103△△ 0.728±0.048△△ 0.387±0.017△△ 1.0433±0.0584△△7GONA－M 12 4.245±0.081＊＊△△ 0.687±0.041＊△△ 0.372±0.026△△ 0.9683±0.1210△△12Sham－F 10 3.851±0.130 0.539±0.085 0.320±0.016 0.74±0.10 12GONA－F 8 3.911±0.104▲▲ 0.496±0.060▲ 0.317±0.019 0.77±0.07▲▲12Sham－M 9 4.463±0.114△△ 0.715±0.075△△ 0.410±0.033△△ 1.15±0.11△△▲12GONA－M 9 4.350±0.076＊△△▲▲ 0.645±0.090△△ 0.368±0.022＊＊△△ 1.00±0.06＊＊△△

表6 對大鼠右側股骨濕重、干重、灰重的影響 （±s）

表6 對大鼠右側股骨濕重、干重、灰重的影響 （±s）

組別 n 骨濕重（g） 骨干重（g） 骨灰重（g） 骨表觀密度（g／cm3）7Sham－F 12 1.0817±0.1271 0.8198±0.0934 0.5486±0.0708 1.54±0.08 7GONA－F 12 0.9699±0.0911＊ 0.7402±0.0837＊△ 0.4688±0.0720＊ 1.46±0.07＊7Sham－M 12 1.5829±0.1259△△ 1.1363±0.0792△△ 0.7302±0.0598△△ 1.52±0.07 7GONA－M 12 1.4302±0.1680＊△△ 0.9813±0.1523△ 0.6144±0.0884△△ 1.48±0.07 12Sham－F 10 1.0279±0.1240 0.7825±0.0899 0.4792±0.0562 1.40±0.08▲▲12GONA－F 8 1.0271±0.0784 0.7663±0.0575 0.4715±0.0373 1.33±0.06▲▲12Sham－M 9 1.7539±0.1578△△▲ 1.3250±0.1162△△▲▲ 0.8072±0.1038△△ 1.53±0.05△△12GONA－M 9 1.5112±0.1374＊＊△△ 1.1170±0.0818＊＊△△▲ 0.6941±0.0623＊△△▲ 1.51±0.10△△

3 討論

原發性骨質疏松是中老年人較常見的病癥，其包括婦女絕經后骨質疏松及老年性骨質疏松。手術摘除大鼠雙側卵巢的方法能較好地模擬婦女絕經后骨質疏松，而雄性大鼠去勢術是模擬男性骨質疏松的簡便可行的動物模型。本試驗用7月齡及12月齡的雌雄大鼠分別建立上述骨質疏松模型。試驗發現：7月齡雌性大鼠去卵巢后體重增長加快，這可能與雌激素缺乏，活動減少，能量消耗小而進食未減和脂代謝紊亂有關。相反地，雄性大鼠去睪丸后則表現為體重增長減緩，推測是去勢后雄性激素減少，從而蛋白質合成減少和氨基酸分解的作用增加而使肌肉減少導致體重增長減緩。但12月齡的雌雄大鼠去勢后上述趨勢并不明顯，可能與老齡鼠自身性激素水平低因而去勢后變化不明顯有關。

由脛骨近端骨松質組織計量學靜態參數可見，7、12月齡的雌雄大鼠去勢后脛骨上段松質骨的骨量明顯丟失，呈現典型骨質疏松狀態。增齡亦能引起大鼠骨松質骨量的減少，其中雌鼠出現增齡性的骨質疏松表現得更為明顯。另外，筆者還發現，僅從脛骨近端骨松質組織計量學靜態參數看，雄性偽手術組的骨量低于雌性偽手術組，其中7月齡大鼠表現更為明顯。

由生物力學試驗可見，7月齡雌雄大鼠及12月齡雄性大鼠去勢后其力學性能均明顯降低，能形成明顯的骨質疏松。此外，與7月齡大鼠相比，12月齡大鼠力學性能未見明顯改變。雄性大鼠的力學性能明顯優于雌性大鼠，這與組織計量學所得結論相反，其原因值得進一步研究與探索。

實驗可見，7月齡雌雄大鼠及12月齡雄性大鼠去勢后其股骨長度、直徑、體積、骨重量及骨表觀密度均有不同程度的降低，這與力學性能的變化較為一致。雄性大鼠骨長度、直徑、體積、骨重量均明顯大于同齡的雌性動物，與7月齡組相比，12月齡雌性大鼠骨表觀密度明顯降低，說明雌性大鼠的增齡性骨質疏松比雄性更明顯。

由血清生化指標可見，7月齡雌性大鼠去勢后ALP 增加，而雄性大鼠去勢后ALP 減少，12月齡大鼠去勢后表現出相同的趨勢但改變不明顯。推測雌性大鼠ALP 的增加與文獻報導的去卵巢后大鼠骨轉換率的增加有關；而雄性激素缺乏時首先引起骨量迅速丟失及重建增加，但隨時間增長骨形成反而降低。去勢后7月齡雌雄大鼠血清鈣均明顯降低，12月齡大鼠則表現不明顯。推測是12月齡大鼠自身性激素水平低故去勢后上述變化不明顯。

綜合上述結果：7、12月齡的雌雄大鼠去勢后均能形成骨質疏松，但12月齡雌性大鼠去勢后所形成的骨質疏松雖然在微觀形態上（組織計量學）有所表現，但在宏觀表現上（如生物力學、骨重量、長度等）均表現不明顯。因此，根據本試驗結果不推薦用12月齡的雌性大鼠建立去勢骨質疏松模型。與7月齡大鼠相比，12月齡大鼠可形成增齡性骨質疏松，但增齡對雌性大鼠的影響比雄性更為明顯。因此，用7月齡的雌雄大鼠建立去勢致骨質疏松模型分別模擬婦女絕經后和男性骨質疏松是確實可行的，用12月齡雄性大鼠去勢則可模擬老年性骨質疏松。老齡雄鼠ORX 后造成的骨量減少可能涵蓋了增齡和去勢的雙重作用。

另外，從實驗結果可見骨組織計量學、生物力學、骨密度、長度、直徑等的變化常表現不一致甚至相反（如雌雄大鼠組織計量學與生物力學的結果是相反的）。其原因是與其它材料相比，骨的本質區別在于它是有生命的器官，能不斷地進行再建活動，使骨能在承載變化的情況下，通過自動反饋控制系統使內部結構和外表形態適應外力環境的變化。骨的力學性能除了與骨量有關外，還與骨的幾何形態、骨膠原纖維的結構和礦化程度等密切相關。通常骨組織計量學比力學指標及骨密度等的變化更明顯和提前出現。但僅從組織計量學的指標判斷骨質疏松是片面的，血清生化指標能反映骨代謝但所受影響因素較多只能作為模型判斷的輔助指標。因此，判斷骨質疏松的形成應從骨組織計量學、生物力學、骨密度、血清生化等多方面進行綜合分析，并根據抗骨質疏松藥物作用對象的特點選擇適合的年齡與性別的動物建立骨質疏松模型。

［1］ 劉鈺瑜，吳鐵.骨質疏松動物模型的研究進展［J］.中國臨床藥理學與治療學，2002.7（6）：570－573.

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