甲狀旁腺激素應用于大鼠脊髓損傷后防治骨質疏松的效果分析

王忻+趙毅+朱悅

摘 要：目的 分析甲狀旁腺激素應用于大鼠脊髓損傷后繼發骨質疏松癥的治療效果。方法 購買20只SD大鼠，雌雄各半，建立脊髓損傷（SCI）動物模式，檢測全部大鼠骨密度（BMD），選取12只BMD偏低的大鼠并隨機分為對照組與觀察組，對照組大鼠不予骨質疏松治療，觀察組大鼠給予甲狀旁腺激素（PTH）注射；觀察兩組在應用PTH后1周、3 周、6 周、12周四個監測時間點時的股骨、脛骨骨密度（BMD），骨鈣素（OCN），堿性磷酸酶（ALP）的各項指標的檢測結果并進行對比分析。結果 建模術后6 d時兩組大鼠BMD均顯著低于本組術前（P<0.01），但兩組間無統計學差異（P>0.05）；能夠滿足本次研究要求。觀察組脛骨、股骨BMD多時間點監測結果顯著高于對照組，具有統計學意義（P<0.01）；自第6～12周時BMD出現顯著上升趨勢。觀察組OCN多時間點監測結果顯著高于對照組（P<0.01）；OCN表達在第1～6周時呈上升趨勢，于第6 周達峰值后開始回落，第6 ～12周時可見明顯下降。觀察組ALP多時間點監測結果顯著高于對照組（P<0.01）；ALP表達水平自第1周起呈現出上升趨勢，第6 ～12周上升最為顯著。結論 甲狀旁腺激素對于脊髓損傷后繼發的骨質疏松的大鼠具有明確的治療效果，據此可以認為脊髓損傷早期應用甲狀旁腺激素能夠在一定程度上預防繼發骨質疏松的發生。

關鍵詞：脊髓損傷；骨質疏松；甲狀旁腺激素

中圖分類號：R-33 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.02.019

文章編號：1006-1959（2018）02-0054-04

Abstract：Objective To analyze the therapeutic effect of parathyroid hormone（PTH）on osteoporosis leaded by spinal cord injury in rats.Methods 20 SD rats，half of which are males and the other half females，were purchased.An animal model of spinal cord injury（SCI）was established and bone mineral density（BMD）was measured in all rats.12 rats with low BMD were randomly divided into two groups：the control group and the observation group.Rats in the control group were not treated with osteoporosis，and the rats in the observation group were injected with parathyroid hormone（PTH）. The bone mineral density（BMD）and osteocalcin（OCN）of the femur and tibia were observed in 1 week，3 weeks，6 weeks and 12 weeks after PTH.The results of alkaline phosphatase（ALP）were compared and analyzed.Results 6 d after modeling，BMD of both two groups were significantly lower than that in the group before operation，but there was no statistical difference between the two groups，P>0.05，able to meet the requirements of this study. The BMD in the tibia and femur in the observation group were significantly higher than those in the control group at multiple time points，P<0.01 having statistical significance.The BMD obviously increased in the first 6 to 12 weeks.The observation group OCN monitoring results was significantly higher than the control group at multiple time points P<0.01；the expression of OCN increased in the first 1 to 6 weeks，and decreased significantly from the 6th to 12th week after reaching a peak at the 6 w.The observation group ALP was significantly higher than the control group P<0.01；The expression of ALP showed an increasing trend since the first week.At week 6 and 12， the most significant increase was observed.Conclusion Parathyroid hormone has a definite therapeutic effect on osteoporosis rats after spinal cord injury.It is concluded that parathyroid hormone can prevent secondary osteoporosis in the early stage of spinal cord injury.endprint

Key words：Spinal cord injury；Osteoporosis；Parathyroid hormone

骨質疏松（osteoporosis，OP）為脊髓損傷（spinal Cord Injury，SCI）后一種常見的繼發癥狀[1-2]。OP主要可見骨量減少、骨組織的微結構發生退行性改變等臨床特征[3-5]。OP可導致患者發生骨折傷害的風險極大提高，從而對患者的生活造成極大的不利影響。隨著臨床對于OP認知的不斷加深，諸多研究表明PTH具有提升成骨細胞活性、促進骨轉換從而增加骨量、加強骨密度的作用。為了明確PTH對于脊髓損傷后繼發骨質疏松的防治作用，本院開展本次研究，從多時間點監測骨密度以及相關指標，了解PTH應用后骨質疏松大鼠的骨密度與相關指標的變化趨勢，以期為PTH的人類臨床應用提供數據性參考。

1資料與方法

1.1 一般資料 自中國醫科大學實驗動物部購進20只SD大鼠，雌雄各半，建立SCI動物模型。于模型建立前及建模術后第6天檢測全部大鼠的BMD，按BMD進行降序排序，按排序順序選取BMD偏低的12只大鼠；將入選的大鼠按隨機法分為對照組與觀察組，每組各6只。對照組中雄鼠2只，雌鼠4只；平均體重（191.26±21.97）g。觀察組中雄鼠3只，雌鼠3只；平均體重（191.29±21.45）g。兩組大鼠的一般資料差異無統計學意義（P>0.05），能夠進行后續對比研究。

1.2 SCI建模方法 全部大鼠均于25 ℃恒溫，相對濕度為50%～70%的室內于自然光線下飼養，試驗期間常規喂養食水。將全部大鼠以水合氯醛進行腹腔麻醉；將大鼠取俯臥位妥善固定，剔除背部手術部位的鼠毛消毒皮膚；將T9～T11節椎板與棘突充分顯露于術野，將T10節椎板切掉；將脊髓處向外擴展約2.5 mm直徑的圓形區域充分暴露，于硬膜表層處放置一個與脊髓表層彎曲度相同的塑料隔片；以10 g的砝碼順玻璃導管于圓形區內垂直落下，以10×10 gcf的力度打擊于隔片處制造出脊髓的急性損傷；逐層關閉手術切口，予以2 ml的0.9%氯化鈉注射液皮下注射；隨后5 d連續給予青霉素鈉注射，2萬U/d。術后常規消毒并單籠飼養，每隔8 h促使建模大鼠排尿1次。

1.3術后用藥方法 對照組保持大鼠健康，不給予抗骨質疏松藥物治療。觀察組于建模術后第6天開始給予PTH注射，60 μg /（kg·次），1次/3 d，連續應用8周。

1.4療效觀察 分別于觀察組應用PTH后1周、3周、6周、12周四個監測時間點，觀察兩組大鼠的股骨脛骨BMD、OCN及ALP各項指標的檢測結果并進行對比分析。OCN以放射免疫法檢測，ALP使用考馬斯亮藍測定盒檢測。

1.5統計學處理 研究數據錄入至Excel建立數據庫，其中的計數資料采取獨立樣本均數t檢驗，各時間點數據對比采取重復測量方差分析并繪制重復度量輪廓圖；P<0.05表示差異具有統計學意義。

2結果

2.1股骨脛骨BMD檢測均值 建模術后6 d時兩組大鼠BMD均顯著低于本組術前（P<0.01），但兩組間無統計學意義（P>0.05）；能夠滿足本次研究要求，見表1。

2.2 脛骨BMD多時間點監測 觀察組脛骨BMD多時間點監測結果顯著高于對照組，差異具有統計學意義（P<0.01）；自第6～12周時BMD出現顯著上升趨勢，見表2，圖1。

2.3股骨BMD多時間點監測 觀察組股骨BMD多時間點監測結果顯著高于對照組，差異具有統計學意義（P<0.01），；自第6～12周時BMD出現顯著上升趨勢，見表3，圖2。

2.4 OCN多時間點監測 觀察組OCN多時間點監測結果顯著高于對照組（P<0.01），差異具有統計學意義；OCN表達在第1～6 周時呈上升趨勢，于第6周達峰值后開始回落，第6～12周時可見明顯下降，見表4，圖3。

2.5 ALP多時間點監測 觀察組ALP多時間點監測結果顯著高于對照組，差異具有統計學意義（P<0.01）；ALP表達水平自第1周起呈現出上升趨勢，第6～12周上升最為顯著，見表5，圖4。

3討論

脊髓損傷的早期破骨細胞即可出現異常性活躍，致使骨吸收量的上升，從而形成了骨質密度降低，如未能給予及時有效的干預則終至骨質疏松的形成。骨質疏松形成后致使患者發生骨折傷害的風險性極大提高，因此致使患者整體活動功能受限，極大的降低了預后質量[6-8]。PTH于1935年被應用于絕經誘發的女性骨質疏松癥的臨床治療當中，能夠提高70%以上的髂骨骨小梁的骨容量。上世紀70年代時PTH的人工合成制劑首先應用于人類骨質疏松癥的臨床治療當中，取得了明確的提高骨小梁的骨容量效果。隨著臨床上對于骨質疏松癥認知水平的不斷提高，以及現代醫藥水平的迅速發展，PTH的提升骨量、增強骨質的作用被臨床廣泛認可[9-10]。然而，在脊髓損傷所致的骨質疏松防治領域PTH的治療效果仍有待于進一步研究。

本次研究中我們通過建立動物SCI模型的方式分析了PTH在SCI所到OP的效果。本次研究主要對SCI動物模型的BMD、OCN及ALP的檢測結果進行多時間點的監測，并著重分析應用PTH后多時間點上述各指標變化的趨勢。BMD是骨密度檢測的金標準，本次研究中我們對SCI大鼠的脛骨與股骨BMD進行分別檢測，結果表明兩者所得BMD近似，應用PTH后兩者的變化趨勢也是近似的，這一點通過BMD重復測量輪廓圖可以直觀的進行觀察。通過應用PTH觀察組多點監測BMD結果顯著高于對照組，表明PTH應用于SCI所致OP大鼠中具有明確提高骨密度的效果。

OCN是骨基質的一項重要組分，是一種由成骨細胞分泌及特異性合成的非膠原型蛋白。在骨基質的各項非膠原型蛋白當中OCN的含量居首位。OCN的表達與骨質中鈣含量具有正相關性。當骨轉化出現異常時OCN的表達水平必然出現異常。OCN-mRNA轉錄的過程以及蛋白生成為成骨細胞成熟分化達礦化期的一項重要指征。因此OCN也被視為成骨細胞晚期成熟分化的標志物。保持骨質正常的礦化速率是OCN最主要的一項生理機能，骨組織發生礦化以及成骨細胞出現增殖分化時，OCN的表達水平隨之特異性升高。因此OCN是骨組織形成與轉化的一項特異性敏感標志物，OCN的監測對于OP的診斷、療效的評估以及預后的判斷均具有重要的指導價值。本次研究中觀察組OCN多點監測結果顯著高于對照組，提示PTH對于脊髓損傷后骨組織轉化與形成具有促進作用。觀察組OCN的表達水平于第1周時出現上升趨勢，于第6周時達峰值，但自第6 周時開始下降，我們分析這可能與PTH作用下致使骨組織分化過激有關，達峰值后趨于正常化因此可見下降，但下降后仍高于前三個監測時間點，說明這種下降是趨于正常化的表現而并非PTH作用喪失所致。ALP是骨細胞活性的一項觀察指標。本次研究中兩組ALP均呈現出上升趨勢，但觀察組顯著高于對照組，說明脊髓損傷后隨著大鼠自身對于損傷的修復，骨細胞的活性可見小幅恢復，但應用PTH后可極大提高骨活性的恢復程度。ALP于第6～12周時的上升幅度顯著高于前幾個監測時間點，我們分析出現這一現象的主要原因一是6～12周兩個監測時間點的跨度較大，另一方面可能與大鼠脊髓損傷的恢復有關。endprint

綜上所述，甲狀旁腺激素應用于大鼠脊髓損傷后形成的骨質疏松治療中具有明確效果，推測于損傷后早期應用具備積極的骨質疏松預防作用。

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收稿日期：2016-6-29；修回日期：2016-7-3

編輯/李樺endprint