脊柱侧凸模型椎体骨超微结构及药物干预可能机制的研究

【摘要】目的：通过不对称力拴系在双足鼠中诱发脊柱侧凸动物模型,比较各组动物模型的异同,分析其发生原因、机理,探讨药物对大鼠脊柱侧凸模型椎体骨超微结构影响及可能作用机制。为进一步研究IS病因学及防治奠定一定的实验基础。方法：本实验采用Sprague-Dawley(SD)大鼠60只,雌雄各半,随机分为3三组。双足鼠组20只；拴系-双足鼠组20只；重组甲状旁腺激素(PTH)干预组20只,术后第二天每天皮下注射PTH。先后四次行SD大鼠脊柱平片及骨密度检查,观察Cobb角、骨密度的改变。术后12周麻醉处死大鼠,取T11、T12及T11-T12椎间盘组织,甲醛固定、脱钙、脱水、石蜡包埋作HE染色、TUNEL染色,观察组织学改变。取L170%乙醇固定,作MicroCT扫描,观察骨微结构变化。处死SD大鼠时取血作骨转化指标检测,了解骨代谢情况。结果：①大鼠一般状况：三组大鼠随着周龄的变化,三组大鼠的体重呈逐渐增加趋势,在术后第4、8、12周时各组体重有显著差异(P<0.05)；三组组间体重增长曲线走向基本一致,无统计学差异。②Cobb角变化：双足鼠组无脊柱侧凸的发生,拴系-双足鼠组、PTH干预组大鼠均发生了侧凸。从第4周开始注射PTH,术后第8周、12周时,PTH干预组Cobb角、顶椎旋转角小于拴系-双足鼠组,有统计学差异(P<0.05)。③大鼠DXA检查：双足鼠组和拴系-双足鼠组大鼠不同时期,两组大鼠各个部位的骨密度(BMD)、骨矿含量(BMC)、骨骼面积(AREA)在不断增加。同时期两组大鼠的全身和脊柱的BMD、BMC、AREA之间无明显差异。PTH干预组从第4周注射了PTH之后,BMD与BMC都有迅速的增加(尤其脊柱和全身),较其他两组出现了显著性差异(P<0.05)。④骨微结构变化：双足鼠组的凸侧与凹侧比较BMD、BV/TV、Tb.Th、Tb.N、Tb.Sp均没有显著的变化(P>0.05)。拴系-双足鼠组的凸侧与凹侧的BMD、BV/TV、Tb.Th、Tb.Sp存在显著性差异(P<0.05)。PTH干预组较其他两组BMD增高,Tb.Th增厚,BV/TV增加,Tb.Sp变小。⑤组织病理学改变：HE染色拴系-双足鼠组、PHT干预组顶椎椎体、椎间盘存在楔形变,髓核组织偏向凸侧,凹侧软骨细胞数量明显减少,体积相对正常细胞小；凸侧生长板软骨细胞增殖活跃,细胞较多。TUNEL染色拴系-双足鼠组、PHT干预组凹侧生长板软骨细胞的凋亡指数较凸侧明显增加并高于双足鼠组。⑥骨转化指标检测：PTH干预组与双足鼠组、拴系-双足鼠在血清特异性碱性磷酸酶(ALP-B)、骨钙素、血清Ⅰ型胶原C端肽(CTX-I)比较均明显升高,有显著差异性(P<0.05)。结论：1.后路不对称力拴系在双足鼠中可以建立脊柱侧凸的动物模型。2.不对称力拴系、PTH对大鼠生长过程中的体重无影响。3.脊柱侧凸动物模型顶椎凹侧、凸侧相比较：凹侧凋亡细胞明显增加。该模型细胞凋亡可能与不对称力拴系诱发“恶性循环”相关。4.不对称力拴系在拴系-双足鼠组、PTH干预组中均发生脊柱侧凸,并且PTH干预组Cobb角、顶椎旋转角均小于拴系-双足鼠组,PTH可能对脊柱侧凸有阻止或延缓其进展的作用。5.PTH能增加骨密度、改善骨的微观结构、增加骨强度。6.生物力学在脊柱侧凸发生和加重过程中发挥重要作用,PTH可能通过增加骨密度、改善骨的微观结构、增强骨强度来恢复脊柱力学平衡,打破“恶性循环”,阻止或延缓侧凸进展。
【作者】陆凌云；
【导师】吕国华；
【作者基本信息】中南大学，临床医学，2014，博士
【关键词】特发性脊柱侧凸；动物实验；不对称力拴系；显微CT；重组甲状旁腺激素；

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