文献信息
中国人民解放军联勤保障部队第九四O医院基础医学实验室、甘肃中医药大学中医临床学院等团队的研究成果《羊胎盘粉对青年大鼠骨质量影响》在学术期刊《中国骨质疏松杂志》上发表。平生公司的离活一体CT(NEMO)在论文中提供了重要的大鼠股骨图像和定量分析结果。
该论文的第一作者为杨世超。
文献摘要
目的:探讨羊胎盘粉对青年大鼠骨质量的影响。
方法:选取40只SPF级一月龄SD大鼠,按照随机数字表法分为对照组和羊胎盘粉低(L)、中(M)、高(H)剂量组。灌服给药6周后处死所有大鼠,进行骨密度、Micro-CT扫描、双荧光标 记观察、生物力学试验、病理学检查等,通过ELISA法检测血清骨代谢指标BALP、PINP、CTX-1和TRAP水平。
结果:在实验过程中,各组大鼠体重、主要脏器无明显改变,脏器指数无统计学差异(p>0.05),心、肝、脾、肺、肾脏器病理学观察未见明显异常;股骨和椎骨骨密度检测结果显示,在羊胎盘粉各干预组中,与对照组比较,M组和H组大鼠股骨和椎骨骨密度均显著升 高;Micro-CT扫描重建结果,与对照组比较,M组骨体积分数、骨表面总体积、骨小梁数量、骨小梁厚度均显著提高(p<0.05), H组极显著提高(p<0.01)。 骨小梁分离度方面,M组显著下降(p<0.05),H组极显著下降(p<0.01);股骨病理学观察可见, 各干预组中,骨小梁数量出现不同程度的增加,其中H组效果最为明显;骨生物力学试验结果显示,M组和H组能够显著提升 大鼠股骨的最大载荷和抗压强度;双荧光标记结果显示,与对照组比较,各给药组荧光标记间距均有增大,其中M组和H组较 为明显;血清骨代谢指标检测结果显示,与对照组比较,M组和H组能够显著提高骨形成指标PINP和BALP水平,同时H组能够显著降低CTX-1和TRAP水平(p<0.01);羊胎盘粉能够不同程度的提高成骨相关蛋白BMP2、RUNX2的表达,抑制破骨 相关蛋白RANKL的表达。
结论:羊胎盘粉可能通过促进骨形成和抑制骨吸收来提高青年大鼠骨密度和骨强度,且在75 ~ 300mg / kg 浓度范围内呈剂量依赖性。
实验方法
实验动物
实验动物分组及给药:将40只大鼠按照随机数据表法分为四组,分别为对照(Ctrl)组和羊胎盘粉低(L)、中(M)、高(H)剂量组,每组10只,给药剂量参考《药理实验方法学》,大鼠与人的转换系数为6.3,计算得出羊胎盘粉中(M)剂量组给药剂量为150mg /(kg·d),羊胎盘粉低(L)、高(H)剂量组的给药剂量分别为75、300mg /(kg·d)。使用蒸馏水配制羊胎盘粉混悬液,现配现用,按照对应的药物剂量和大鼠体重灌胃给药,对照组灌服等体积蒸馏水,每周灌胃6d,连续给药6周后麻醉处死所有大鼠并取材。
Micro-CT扫描分析
每组随机选取6根左侧股骨进行Micro-CT(平生医疗科技有限公司)扫描与重建,扫描条件:电压70kV,电流200μA,扫描方式选择小离体标准扫描,分辨率为15μm。用电脑自带软件进行重建,选取骨骺板下1.5mm~3.5mm为ROI区域,使用Avatar(平生医疗科技有限公司)软件对感兴趣区域的骨小梁相关形态学参数进行量化,获得原始数据并进行统计学分析。
实验结果
股骨Micro-CT扫描分析
由图4股骨最大剖面图可见,与Ctrl组相比,L组与Ctrl组接近,M组效果优于L组,H组股骨骨小梁最为致密,骨小梁平面图和三维重建图像也证实了这个现象。Micro-CT扫描结果定量分析如表2所示,与Ctrl组比较,M组骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨表面总体积(BS/TV)、骨小梁数(Tb.N)、体积骨密度(BMD)均显著提高(P<0.05),H组极显著升高(P<0.01)。骨小梁分离度(Tb.sp)方面M组显著降低(P<0.05),H组极显著降低(P<0.01),说明羊胎盘粉能够增加大鼠骨量,改善骨微结构。
图4. 股骨 Micro-CT 三维扫描重建
注:Ctel组:对照组;L组:羊胎盘粉低剂量组;M组:羊胎盘粉中 剂量组;H组:羊胎盘粉高剂量组。
使用结论
Micro-CT扫描能够评估骨骼强度和直观的观察到骨微结构,使骨小梁可视化,同时其可以对骨小梁等形态学参数进行定量分析,是评价骨质疏松的重要手段。通过对大鼠股骨CT扫描分析发现,羊胎盘能够提高骨小梁数量,减小分离度,使骨小梁网状结构更加致密,从而改善骨微结构。Micro-CT量化分析结果证实了这一点,羊胎盘粉给药组BV/TV、BS/TV、Tb.N等指标均出现不同程度的提高,Tb.Sp也出现不同程度的降低。股骨病理学观察结果与上述结果相符合,与Ctrl组比较,各干预组均能改善骨微结构,骨小梁更加致密。这些结果表明,羊胎盘粉在75 ~ 300mg / kg浓度范围内呈剂量依赖性的提高了生长期大鼠BMD,改善骨微结构。
综上所述,本研究结果初步表明,羊胎盘粉可提高青年大鼠骨密度,提升股骨生物力学性能,且在75 ~ 300mg / kg浓度范围内呈剂量依赖性,其作用机制可能与影响骨形成和骨吸收有关。因此,青年人群有可能通过口服羊胎盘粉提高峰值骨量而预防骨质疏松。接下来,该课题组将进一步阐明其详细作用机制,以期为后续研究提供借鉴。
使用设备
Micro CT (型号:NEMO) (平生医疗科技)
影像软件:Avatar(平生医疗科技)