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小鼠不同周龄与骨密度的关系(二)

2020.6.23

2.胫骨被测部位不同,其骨密度有异同,在1.4 mm处,总骨密度和皮质骨密度随着周龄的增长逐渐增加,呈正相关,分别是r=0.614,P<0.01和r=0.631,P<0.001;在4.0mm结果也相似,r=0.770,P<0.001和r=0.790,P<0.001,相关性比前者更 好。骨小梁骨密度两断层数据与周龄无相关性,分别为r=0.056,P>0.05和r=0.289,P>0.05。但是前者明显高于后者,并处于相对稳定状态,见表1

表1 不同周龄小鼠胫骨骨密度的关系

3.被测胫骨部位不同,其组成的面积也有差异,总面积和皮质面积随着动物周龄的增长逐渐增大,但是小梁面积以8周龄为最大值,见表2。

表2 不同周龄小树胫骨内各组分面积的变化

讨论

随着社会进入老龄化,骨质疏松患者日益增多,对骨质疏松症的研究越来越深入。目前,检测设备日趋高灵敏度、高精确度以及快捷、方便、安全。pQcT(外周骨定量计算机断层扫描)已具备了这些条件[3],在国外的临床和动物实验中已广泛应用于骨质疏松的诊断和治疗效果的评价。在基础研究方面选择大鼠进行抗骨质疏松药物文献报道较多,但是大鼠作为整体模型具有成本高、周期长、用药量大等缺点,不利于筛选新药的研究和开发。

小鼠来源方便、经济,是实验室常用的一种动物,性成熟为4O~50d。本研究选择了国内最常用的昆明种雌性小鼠,4—12周龄,此时的动物生长最旺盛,一般的动物饲养中心都能及时供应。图1表明,小鼠4~12周龄与体重呈正相关,r=0.963,P<0.001。

整体动物骨骼检测,虽然条件的控制与离体样品比较难度要大,但是可以节约成本、减少实验误差,可以动态的观察实验动物的各种变化,评价药物作用等有利因素,更易被人们接受。

本研究经预初的pQcT对小鼠的检测,选择了胫骨近端骨骺线1.4mm和4.0mm处作断层测定,因为前者以松质骨为主,后者密质骨相对较多,见表1。结果证实距骨骺线越远密质骨越多,总骨密度也越高。随着小鼠周龄增加,其骨密度值也相应提高,4~12周龄与其胫骨总骨密度、皮质骨密度有显著的相关性,而4.0mm处(r=0.770,P<0.001和r=0.790,P<0.001)相关性比1.4mm(r=.614,P<0.01和r=0.631,P<0.001)更好。因此通过骨密胞质,在核周聚集明显。定量检测中免疫细胞化学和Westemblot结果一致,发现均匀双轴机械刺激在各时段COX-2的表达不同,当均匀双轮机械刺激为2h时,即使最大强度的刺激(200000microstrsain)也不足以引起成骨细胞COX-2蛋白表达发生明显的增加,而当机械刺激的时间超过4h以上(包括8h组)时即使最小的刺激强度(20000microstrain)也能促进成骨细胞COX-2蛋内的表达,提示了导致成骨细胞COX-2表达的增高,机械刺激必需要维持一定的时间,即有一个机械刺激的时间阈值。同时还发现刺激4h组成骨细胞COX-2的表达随均匀双轴机械刺激强度的增加而逐渐升高,提示了成骨细胞COX-2表达的高低与机械刺激的强度也是密切相关的,即存在一个机械刺激的强度阈值。然而机械刺激作用8h时,成骨细胞COX-2的表达与对照组相比虽然有明显的增高,但是随机械刺激的增加而降低,与4h时的趋势正好相反,分析原因可能是因为机械刺激的作用超出生理性的阈值,反而中断了成骨细胞内机械刺激的信号传导通路,不能使成骨细胞COX-2的表达继续上调。以上结果揭示了成骨 细胞COX-2蛋白的表达与均匀双轴机械刺激的强度和作用的时间都有关,并且只有机械刺激的强度(20000~200000microstrain)和时间(2~8h)在适当的范围时才会促进成骨细胞COX-2的表达。

本研究初步探讨了均匀双轴机械刺激与成骨细胞COX-2表达的关系,发现了一定时间和强度的均匀双轴机械刺激可以促进体外成骨细胞COX-2的表达,希望能对临床的牵引成骨有理论上的支持与揭示。

参考文献
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