骨質(zhì)疏松癥簡(jiǎn)介及其研究常用的動(dòng)物模型
為了更好地了解骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病機(jī)制以及尋找有效的治療方法，構(gòu)建行之有效的骨質(zhì)疏松實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型至關(guān)重要。今天，小編就為大家詳細(xì)介紹下骨質(zhì)疏松癥研究常用的動(dòng)物模型。
骨質(zhì)疏松癥簡(jiǎn)介
骨質(zhì)疏松癥（osteoporosis，OP）是好發(fā)于中老年人的一種常見的全身性骨骼代謝性疾病，以低骨量和骨組織微結(jié)構(gòu)破壞為特征，易導(dǎo)致骨質(zhì)脆性增加和骨折傾向。其最常見的癥狀是疼痛，以腰背痛最為多見，其次是身長(zhǎng)縮短、駝背，嚴(yán)重者可見骨折，甚至誘發(fā)死亡。
依據(jù)病因，OP主要分為原發(fā)性和繼發(fā)性兩大類。原發(fā)性O(shè)P約占80%，包括絕經(jīng)后OP（Ⅰ型）、老年性O(shè)P（Ⅱ型）和特發(fā)性O(shè)P（包括青少年型）3種；繼發(fā)性則是繼發(fā)于各種全身性或內(nèi)分泌代謝性疾病的OP。因此，該病可發(fā)生于不同性別和任何年齡，但多見于絕經(jīng)后婦女和老年男性。
圖2. 骨重塑的過程[4]
常用的骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型
目前，常用來誘發(fā)骨質(zhì)疏松的動(dòng)物有大鼠、小鼠、兔、羊、豬、狗和非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物等，造模方法有去勢(shì)法、藥物致骨質(zhì)疏松法、營養(yǎng)法、失用法，以及一些特殊類型的造模方法如轉(zhuǎn)基因法、基因突變法、腦源性造模法等，有的用單一種方法，有的兩種或多種方法聯(lián)合使用。
按照發(fā)病機(jī)制，骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型可分為兩類：
（1）減少骨形成為主導(dǎo)機(jī)制的模型，如老年性骨質(zhì)疏松模型、糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松模型；
（2）增加骨吸收為主導(dǎo)機(jī)制的模型，如去卵巢骨質(zhì)疏松模型、失用性骨質(zhì)疏松模型、營養(yǎng)性骨質(zhì)疏松模型。
01 去卵巢骨質(zhì)疏松模型
1969年Saville通過手術(shù)切除雌性大鼠卵巢，首次建立絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型。該方法成功率高，重復(fù)性好，適用范圍廣。與婦女絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松相似，雌性大鼠切除卵巢后也會(huì)出現(xiàn)骨量減少、骨強(qiáng)度下降、骨丟失加快等癥狀，因此去卵巢造模方法被廣泛認(rèn)為是絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥造模的金標(biāo)準(zhǔn)。
南模生物依托自身豐富的疾病動(dòng)物模型構(gòu)建經(jīng)驗(yàn)，采用雙側(cè)卵巢摘除術(shù)（OVX），構(gòu)建了穩(wěn)定的大、小鼠骨質(zhì)疏松癥模型，可用于骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病機(jī)制、治療方法與藥物篩選等研究。
案例展示：
老年性骨質(zhì)疏松癥是由于年齡的老化引起的骨質(zhì)疏松癥。SAMP6可作為老年性骨質(zhì)疏松癥模型，它是目前僅有的一種能證明增齡性骨脆性骨折的動(dòng)物。SAMP6在4月齡時(shí)骨量達(dá)到峰值，之后骨量逐漸丟失，并且上述變化在雌雄之間無差異，與老年性骨質(zhì)疏松癥患者的病理變化相似。
03 糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松模型
糖皮質(zhì)激素所致的骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病率僅次于絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松和老年性骨質(zhì)疏松，因此糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)法制作的骨質(zhì)疏松試驗(yàn)動(dòng)物模型對(duì)研究人類繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥具有重要意義，目前應(yīng)用最多的是地塞米松和潑尼松龍。在使用糖皮質(zhì)激素造模時(shí)應(yīng)把握好劑量，合適的劑量既可以有效引起骨量丟失，又不會(huì)因免疫抑制過強(qiáng)導(dǎo)致動(dòng)物死亡。
圖5. 糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松癥初始階段的骨重塑[7]
04 失用性骨質(zhì)疏松模型
失用性骨質(zhì)疏松是由于運(yùn)動(dòng)能力受限或功能障礙而引起骨代謝障礙，多由失重狀態(tài)、長(zhǎng)期臥床或制動(dòng)等因素導(dǎo)致。常用的建模方法有足切除法、尾懸吊法、坐骨神經(jīng)切除法等，這些模型的成功復(fù)制為臨床失用性骨質(zhì)疏松的治療和預(yù)防提供了很好的試驗(yàn)材料。
05 營養(yǎng)性骨質(zhì)疏松模型
營養(yǎng)是影響骨密度的眾多因素之一，許多營養(yǎng)學(xué)研究者通過限制飲食中的鈣、蛋白質(zhì)、維生素D等的攝入成功復(fù)制了營養(yǎng)缺乏型骨質(zhì)疏松模型，該模型主要用于骨質(zhì)疏松的營養(yǎng)療法研究及日常膳食不均引起的骨質(zhì)疏松的發(fā)病機(jī)制研究，但在建立該模型時(shí)試驗(yàn)動(dòng)物的飼料配方復(fù)雜，且影響因素較多，因此難以普及推廣。
06 基因工程法誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松模型
基因工程法是指通過基因編輯技術(shù)將外源性基因插入動(dòng)物基因組或?qū)?dòng)物自身基因進(jìn)行突變、敲除、過表達(dá)等使動(dòng)物具有骨質(zhì)疏松特性，常用動(dòng)物有小鼠和斑馬魚。
目前，基因工程法建立OP模型仍處于探索階段，部分研究將基因工程技術(shù)與去勢(shì)法相結(jié)合，探究目的基因?qū)τ贠P的影響，從而有助于臨床OP新療法的研究；另一部分研究旨在探究目的基因敲除或過表達(dá)后對(duì)于骨骼系統(tǒng)的影響，從而致力于OP發(fā)病機(jī)制的探索。
骨質(zhì)疏松癥動(dòng)物模型的評(píng)價(jià)指標(biāo)
骨質(zhì)疏松模型是否復(fù)制成功，需要用客觀的指標(biāo)來評(píng)價(jià)，骨質(zhì)疏松的動(dòng)物模型和造模方法很多，但評(píng)價(jià)指標(biāo)是一致的，主要包括骨密度測(cè)定、病理學(xué)骨組織形態(tài)觀察、生化指標(biāo)檢測(cè)分析、骨生物力學(xué)指標(biāo)測(cè)試等（見表1），其中最主要的是骨量與骨組織病理學(xué)變化這兩項(xiàng)指標(biāo)。
表1. 骨質(zhì)疏松癥常用動(dòng)物模型評(píng)價(jià)方法[1]
南模生物配備了Quantum GX2 Micro-CT小動(dòng)物活體影像系統(tǒng)，該儀器成像系統(tǒng)模式靈活，兼容離體樣本、小鼠、大鼠等多種樣本，具備快速、低劑量的掃描模式，可在動(dòng)物正常生理狀態(tài)下以非侵入性的方式進(jìn)行骨骼結(jié)構(gòu)成像，是骨相關(guān)研究的利器。
Reference：
[1] 孫凱,魏戌,朱立國,等.病證結(jié)合模式下骨質(zhì)疏松癥實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的研究進(jìn)展[J].中國骨質(zhì)疏松雜志,2019.DOI:CNKI:SUN:ZGZS.0.2019-09-028.
[2] 江瑞雪,蔣欣泉,文晉.骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].中國骨質(zhì)疏松雜志,2022(007):028.
[3] Hendrickx G, Boudin E, Van Hul W. A look behind the scenes: the risk and pathogenesis of primary osteoporosis. Nat Rev Rheumatol. 2015;11(8):462-474. doi:10.1038/nrrheum.2015.48
[4] Lei C, Song JH, Li S, et al. Advances in materials-based therapeutic strategies against osteoporosis. Biomaterials. 2023;296:122066. doi:10.1016/j.biomaterials.2023.122066
[5] 祁珊珊.骨質(zhì)疏松疾病動(dòng)物模型的研究進(jìn)展[J].黑龍江畜牧獸醫(yī),2016(5):3.DOI:10.13881/j.cnki.hljxmsy.2016.0776.
[6] Manolagas SC. Birth and death of bone cells: basic regulatory mechanisms and implications for the pathogenesis and treatment of osteoporosis. Endocr Rev. 2000;21(2):115-137. doi:10.1210/edrv.21.2.0395
[7] Chotiyarnwong P, McCloskey EV. Pathogenesis of glucocorticoid-induced osteoporosis and options for treatment. Nat Rev Endocrinol. 2020;16(8):437-447. doi:10.1038/s41574-020-0341-0
[8] Boudin E, Van Hul W. MECHANISMS IN ENDOCRINOLOGY: Genetics of human bone formation. Eur J Endocrinol. 2017;177(2):R69-R83. doi:10.1530/EJE-16-0990
[9] Compston JE, McClung MR, Leslie WD. Osteoporosis. Lancet. 2019;393(10169):364-376. doi:10.1016/S0140-6736(18)32112-3
- 代謝功能障礙相關(guān)脂肪性肝炎MASH的介紹及相關(guān)常用小鼠模型匯總
- B細(xì)胞發(fā)育和抗體多樣性研究模型B6-Igl KO小鼠的介紹
- 抗體偶聯(lián)藥物（ADC）的作用機(jī)制、研發(fā)進(jìn)展及相關(guān)動(dòng)物模型的介紹
- 腫瘤轉(zhuǎn)移過程簡(jiǎn)介及常用小鼠轉(zhuǎn)移瘤模型構(gòu)建方法介紹
- 文獻(xiàn)解讀：去泛素化酶BRCC3調(diào)控肺血管重構(gòu)及肺動(dòng)脈高壓發(fā)生發(fā)展過程
- 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎小鼠模型的簡(jiǎn)介及造模方案介紹
- 小鼠模型助力揭示中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)形成在心衰中的作用及機(jī)制
- ELP1&ELP1 IVS20+6T>C家族性自主神經(jīng)功能障礙人源化模型的介紹
- 南模生物邀您參加第八屆全國核酸疫苗大會(huì)
- 南模生物與您相約第十七屆中國實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)年會(huì)
- 賽業(yè)將亮相ICNS2024和MDD代謝病與減肥藥物開發(fā)論壇
- 南模承辦生物醫(yī)藥浦東科技創(chuàng)新券資源對(duì)接交流活動(dòng)
- 南模&Abcam探討小核酸藥物臨床前模型選擇與藥效評(píng)價(jià)
- 賽業(yè)將亮相2024實(shí)驗(yàn)動(dòng)物微生物與遺傳標(biāo)準(zhǔn)化研討會(huì)議
- 南模邀約提升動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究質(zhì)量促進(jìn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利會(huì)議
- 南模推出小動(dòng)物活體Micro-CT影像服務(wù)限時(shí)特惠活動(dòng)
