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实验干货分享---骨质疏松动物模型造模方法和技巧

2022-10-24 16:57 作者:基础医学科研实验安静  | 我要投稿

造模方法

一、去势造模法

去势法可分为手术去势和药物去势两种方法。

手术去势法:

手术去势法造模因素单一、模型效果稳定、可复制性好、实验结果可信度大,能很好的模拟绝经后骨质疏松骨代谢的特点。但也有不足,卵巢切除后动物体内雌激素水平突然迅速下降,而绝经后妇女的雌激素水平下降则是一个长期缓慢的过程,二者间存在一定差异。

药物去势法:

药物去势法是指不切除性腺,仅通过给予抑制动物雌激素分泌的药物从而造成骨量丢失的造模方法。常用药物有: 促黄体激素释放激素受体激动剂、促性腺激素释放激素激动剂、雌激素受体拮抗剂、非类固醇类雄激素拮抗剂、芳香化酶抑制剂等。药物去势虽然避免了手术创伤刺激对检测指标的干扰,但药物的不良反应以及药物与抗骨质疏松药物之间的相互作用也会在一定程度上降低实验的可信度。



二、药物造模法

糖皮质激素诱导动物骨质疏松症模型

糖皮质激素相关性骨质疏松症是继发性骨质疏松症最常见的类型。临床中,使用糖皮质激素引起的骨质疏松症,其发病率仅次于绝经后骨质疏松和老年性骨质疏松,因此,糖皮质激素诱导法建立的骨质疏松模型对研究人类骨质疏松症意义重大。

大鼠最常被选用作检测糖皮质激素对于骨骼的影响效果。其中,大鼠的年龄、糖皮质激素的剂量以及持续用药的时间是影响实验结果的关键因素。高剂量的糖皮质激素可能会造成骨坏死 、免疫抑制等严重后果,甚至可能导致动物死亡。最后,虽然糖皮质激素诱导法相对于去势法来说,动物骨量丢失更加明显,但是当停止使用糖皮质激素后, 骨丢失效果会逆转。

大鼠、兔和羊适合作为糖皮质激素相关性骨质疏松症模型的研究。其各自特点如下:大鼠疾病重复性好、价格低廉,但是缺少哈佛氏系统、骨改建周期短、骨骼无法达到完全成熟;兔有完整的哈佛氏系统、骨转化快速、骨骼可完全发育成熟,不足的是兔缺乏松质骨;羊体格较大,可以提供充足血液或骨组织以供取材,但是羊作为骨质疏松症动物模型耗时较长、费用昂贵,限制了其广泛应用。



三、营养性骨质疏松造模法

营养是影响骨密度的众多因素之一,通过限制饮食中的钙、维生素D、蛋白质等的摄入可以成功建立营养缺乏型骨质疏松模型,该模型对研究因营养缺陷引起的骨质疏松有重要意义。但由于饲料配方复杂,且影响因素较多,普及推广困难。同时,因为单独应用营养法建模耗时长且成功率低,故常作为一种辅助方法。



四、失用性骨质疏松造模法

失用法是指由于运动受阻或者功能障碍引起骨代谢异常,骨量丢失的一种造模方法,多由失重状态、长期卧床或制动等因素导致。常用方法有:机械固定法,悬吊法,腱切除法,坐骨神经切除法等。该模型对防治瘫痪、骨折、术后长期卧床的患者及航空人员出现的骨质疏松的研究有重要现实意义。

有研究者在吊尾实验中,将小鼠悬吊尾巴,小鼠上肢可以自由活动,获取食物。可以观察到新骨形成减少,骨吸收增加或不变。也有实验结果表明,小鼠悬吊两周后,新骨形成不显著,骨丧失明显增多。



五、脑源性骨质疏松动物模型

下丘脑有调节骨代谢及骨重建的功能。刘锡仪等研究表明:破坏大鼠下丘脑弓状核,导致内分泌功能紊乱继而可以引起骨质疏松,被认为是一种可操作性强、稳定性高和可复制性好的大鼠骨质疏松动物模型造模法。适用于骨质疏松的发病机制及防治方面的研究。



六、基因造模法

基因造模法主要包括转基因造模法和基因突变造模法。转基因造模法是指采用基因敲除来的方式来制作骨质疏松动物模型,敲除的基因主要是α,β-雌激素受体或芳香酶,该模型具有全身骨质疏松发生情况稳定、不受外界因素干预等优点,是一种理想的原发性骨质疏松动物模型。



七、联合造模法 

用去势法联合其他造模方法共同构建骨质疏松模型的方法,可以有效缩短造模时间。如去势联合糖皮质激素,去势联合低钙饮食,去势、低钙饮食、糖皮质激素三者联合等,且发现三联法较两联法对骨骼的影响更加明显。联合造模虽能加速造模,但干扰因素较多且复杂,可能影响研究工作

造模评价

骨质疏松模型是否复制成功,需要用客观的指标来评价,骨质疏松的动物模型和造模方法很多,但评价指标是一致的,主要有骨密度测定、骨组织形态计量学、生化检测分析、骨生物力学测试、体质量、性腺形态等,其中最主要的是骨量与骨组织病理学变化这两项指标。但单一的检测指标一般存在片面性,无法对骨质疏松模型进行准确的评估,因此,通过“宏观到微观、二维到三维、定性到定量”全面立体对骨质疏松模型进行检测显得尤为重要。

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