1 卵巢切除模型

(1)復(fù)制方法  雌性實(shí)驗(yàn)大鼠按40mg/kg體重的劑量經(jīng)腹腔注射2%戊巴比妥鈉麻醉,無(wú)菌下腹部正中切口,鈍性分離腹肌腹膜后進(jìn)腹,絲線結(jié)扎卵巢并摘除。縫合切口前腹腔內(nèi)注入萬(wàn)古霉素l0萬(wàn)u。造模后大鼠常規(guī)飼養(yǎng),自由飲水和進(jìn)食。

(2)模型特點(diǎn)  卵巢切除后模型大鼠血漿雌激素(E2)含量顯著下降,股骨中點(diǎn)骨皮質(zhì)指數(shù)也明顯下降,骨量和骨質(zhì)量也明顯下降。鏡下病理組織學(xué)觀察顯示,骨組織切片中骨小梁斷裂,排列稀疏,形態(tài)結(jié)構(gòu)完整性差。

(3)比較醫(yī)學(xué)  骨質(zhì)疏松是臨床上老年人常見(jiàn)的疾病之一,婦女絕經(jīng)后好發(fā)此病;隨著絕經(jīng)后時(shí)間延長(zhǎng),中老年婦女骨質(zhì)疏松發(fā)病率可大幅度上升,表明卵巢分泌的雌激素對(duì)骨質(zhì)疏松的發(fā)生和發(fā)展有重要影響。大鼠去卵巢后,其體內(nèi)雌激素分泌減少,使其對(duì)破骨細(xì)胞的抑制減弱,骨吸收大于骨形成,骨骼呈高轉(zhuǎn)換狀態(tài),骨量不能保持平衡,導(dǎo)致骨丟失增加。鏡下表現(xiàn)為骨小梁的面積下降、數(shù)量減少、分離度增加。以往研究表明,年齡為3～9月齡區(qū)間的大鼠適合復(fù)制骨質(zhì)疏松模型,尤其是6月齡大鼠已達(dá)峰值骨量。大鼠年齡過(guò)小,機(jī)體內(nèi)因生長(zhǎng)期骨量顯著增長(zhǎng)會(huì)掩蓋去卵巢的骨量丟失;而12個(gè)月齡后大鼠由于開(kāi)始進(jìn)入老齡期,機(jī)體內(nèi)會(huì)出現(xiàn)老年性骨量丟失,從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察。到目前為止,采用卵巢切除大鼠復(fù)制的骨質(zhì)疏松模型,是WHO和美國(guó)FDA推薦的研究絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的最佳模型。

2 維甲酸模型

(1)復(fù)制方法  3個(gè)月齡雌性大鼠每天按70mg/kg體重的劑量口服維甲酸(retinoic acid),連續(xù)14d,隨后14d維甲酸改為生理鹽水。動(dòng)物常規(guī)飼養(yǎng),自由飲水及進(jìn)食。于造模開(kāi)始后第29日處死動(dòng)物,取其脛骨于固定液中固定,常規(guī)脫鈣,石蠟包埋,作連續(xù)切片,光鏡下觀察。

(2)模型特點(diǎn)  口服維甲酸3d后,模型大鼠食量明顯減少;至第14日時(shí)動(dòng)物體重明顯減輕,活動(dòng)減少,并可見(jiàn)拱背豎毛。模型大鼠脛骨近心段松質(zhì)骨(骨小梁)骨量及形態(tài)發(fā)生明顯改變,骨小梁面積百分?jǐn)?shù)、密度顯著減少,骨小梁間隙增大。模型動(dòng)物骨組織切片形態(tài)計(jì)量結(jié)果顯示,脛骨中段密質(zhì)骨面積百分?jǐn)?shù)也明顯減少,骨髓腔面積百分?jǐn)?shù)增大,反映破骨細(xì)胞活性與功能的骨內(nèi)膜面骨吸收周長(zhǎng)百分?jǐn)?shù)明顯增高。本模型制作方法簡(jiǎn)便,造模時(shí)間短,模型成功率高,動(dòng)物骨質(zhì)疏松表現(xiàn)典型,易于開(kāi)展給藥觀察。

(3)比較醫(yī)學(xué)  維甲酸是維生素A的衍生物,具有與維生素A相似的藥理作用,臨床上主要用于各種皮膚科疾病的治療,但其伴有骨質(zhì)疏松副作用。過(guò)去的研究表明,維甲酸能激活機(jī)體內(nèi)破骨細(xì)胞促進(jìn)骨吸收,但對(duì)成骨細(xì)胞活性無(wú)抑制作用,對(duì)骨形成及骨基質(zhì)的礦化過(guò)程也無(wú)明顯影響,最終使機(jī)體內(nèi)骨重建處于骨吸收大于骨形成的負(fù)平衡狀態(tài),從而導(dǎo)致動(dòng)物出現(xiàn)骨質(zhì)疏松。本方法建立的骨質(zhì)疏松模型病理形態(tài)改變非常典型,鏡下表現(xiàn)為骨小梁稀疏,骨皮質(zhì)變薄,骨髓腔擴(kuò)大;但由于其造模機(jī)制方面的原因,可引起模型動(dòng)物性腺受損及脾臟、腎上腺發(fā)生代償性肥大,所以其在研究的實(shí)用性方面不如卵巢切除方法建立的骨質(zhì)疏松模型。

3 可的松模型

(1)復(fù)制方法  3月齡大鼠按3.6mg/kg體重的劑量經(jīng)口灌服氫化可的松注射液,每周6次,30d后改為每周2次。總給藥共60d。動(dòng)物處死前10d和2d分別給大鼠皮下注射鹽酸四環(huán)素25mg/kg體重和Calein溶液30mg/kg體重的劑量,使它們?cè)诠潜砻嫘纬蔁晒怆p標(biāo)記,以觀察2次注射期間骨形成的動(dòng)態(tài)變化。

(2)模型特點(diǎn)  給藥結(jié)束時(shí)模型大鼠體重明顯降低,骨組織切片鏡下觀察顯示,骨小梁面積下降,骨小梁間隙增大,礦化沉積速率和骨形成率降低。

(3)比較醫(yī)學(xué)  復(fù)制糖皮質(zhì)激素骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型的機(jī)制,主要是超生理劑量的皮質(zhì)類固醇激素可抑制機(jī)體成骨細(xì)胞活性,使骨形成減少;同時(shí)引起機(jī)體的鈣:鱗、維生素D和甲狀旁腺素代謝的改變,促進(jìn)骨吸收,導(dǎo)致骨代謝處于骨吸收大于骨形成的負(fù)平衡狀態(tài),出現(xiàn)骨量丟失,誘發(fā)骨質(zhì)疏松。本模型對(duì)研究人類糖皮質(zhì)激素引起的繼發(fā)性骨質(zhì)疏松有積極意義。

除了以上3種常用的骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型外,尚有以下幾種特殊研究用途的骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型。①去睪丸大鼠模型:將4～6個(gè)月齡雄性大鼠去睪丸,術(shù)后大鼠很快出現(xiàn)低骨量,其原因是動(dòng)物不能達(dá)到峰值骨量,而不是雄激素缺乏所引起,睪丸切除大鼠骨代謝轉(zhuǎn)換率升高,骨質(zhì)疏松主要發(fā)生于松質(zhì)骨,但經(jīng)雄激素補(bǔ)充治療后,骨質(zhì)疏松病變可以逆轉(zhuǎn)。②制動(dòng)性骨質(zhì)疏松模型:由于動(dòng)物肢體的骨量和骨代謝與負(fù)重、肌力刺激、神經(jīng)血管對(duì)肌肉和骨的營(yíng)養(yǎng)等因素密切相關(guān)。常用復(fù)制方法有機(jī)械固定法、懸吊法、手術(shù)切除動(dòng)物一側(cè)坐骨神經(jīng)或一側(cè)膝肌或跟腱等。由于制動(dòng)導(dǎo)致骨質(zhì)疏松的機(jī)制不完全相同,不能將一種制動(dòng)模型的結(jié)果外推到其他模型上。解除制動(dòng)因素后,骨量通常可恢復(fù),但所需時(shí)間較造模時(shí)間長(zhǎng)得多。現(xiàn)主張?jiān)谥苿?dòng)模型的基礎(chǔ)上,加卵巢切除或睪丸切除進(jìn)行老年性骨質(zhì)疏松的研究,前者模擬老年人體力活動(dòng)減少,而后者模擬性腺功能衰退造成的骨質(zhì)疏松。

大鼠是人類骨質(zhì)疏松研究最常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,因?yàn)棰俅笫笥忻黠@的生長(zhǎng)期和成年期,便于觀察年齡對(duì)骨組織的影響。②骨骼系統(tǒng)的解剖與人類有很多相似之處。③成年大鼠的多個(gè)部位的松質(zhì)骨骨量在相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)保持穩(wěn)定,適宜于松質(zhì)骨重建的研究。④與人類相似的松質(zhì)骨分布和重建功能及板層骨的骨小梁重構(gòu)能力。