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《实验动物学》结课论文骨质疏松动物模型的研究学院：专业：班级：姓名：学号：骨质疏松动物模型的研究【摘要】：骨质疏松症（osteoporosis，OP)是一种系统性骨病，其特征是骨量下降和骨的微细结构破坏，表现为骨的脆性增加，因而骨折的危险性大为增加，即使是轻微的创伤或无外伤的情况下也容易发生骨折。
随着对骨质疏松症研究的加深，动物模型成为不可或缺的研究材料。
研究人员应根据实验要求和目的，慎重选择合适的动物模型。
【关键词】：骨质疏松；动物模型；骨质疏松症是一种钙质由骨骼往血液净移动的矿物质流失现象，骨质量减少，骨骼内孔隙增大，呈现中空疏松现象，速率取决于破骨细胞和成骨细胞活性的消长。
骨质疏松症的表面症状为骨质流失和骨组织破坏，从而导致骨质变得脆弱，大大增加骨折的可能性。
骨质疏松症主要可分为：原发性骨质疏松症和继发性骨质疏松症。
原发性骨质疏松症又可分为绝经妇女的骨质疏松症（I型）和老年性骨质疏松症(II型)。
虽然骨质疏松症多数情况下并不会直接导致死亡，但骨质疏松症增加骨折机会，从而影响病患者的健康和独立生活能力，更大大增加社会医疗负担。
因此，为了更好地防治骨质疏松症研究出有效的药物，动物模型的应用显得尤为重要。
1 理想动物模型选用原则使用实验动物进行实验的目的是用最少的动物数量达到最大的实验精确度，最好的可重复性和稳定性。
理想的骨质疏松动物模型应该满足以下条件：再现性好，模型与人类骨质疏松症状和组织行为尽可能相似；重复性好，一定的条件下，由不同实验人员或同一实验人员在不同时间进行操作，模型能够很好的被重复出来；动物模型能反映骨质疏松症时骨代谢，微结构的变化；与临床的一致性，模型的处理因素尽可能与临床发病病因相一致；实验动物容易获得，价格低廉，造模周期短，便于操作和取材。
2 常用骨质疏松症模型动物2.1啮齿目动物①大鼠：大鼠是建立OP模型应用最广泛的动物，寿命约2.5～3年，常用于研究的是SD大鼠和Wistar大鼠。
常用骨质疏松动物模型特点的综述
骨质疏松是一种逐渐发展的症状，它会导致骨组织遭到破坏，严重的话还可能演变成骨折。
由于目前尚无针对骨质疏松的有效治疗手段，研究者采用动物模型研究该疾病。
目前常用的骨质疏松动物模型有野鼠、非人类灵长类动物和豚鼠模型等。
野鼠是使用最广泛的骨质疏松动物模型。
它可以利用雌激素抑制剂（比如雌激素）来建立骨质疏松模型，无需双侧大脑切除。
野鼠模型容易受技术人员操控，能够更加精确地模拟骨质疏松的发生神经机制和肿瘤相关疾病模型。
非人类灵长类动物模型是由大猩猩和小黑猩猩，不同年龄和性别的头脑及周围下颌骨组成，它呈现出快速症状的模型，可以模拟十分类似于人类的情况，能帮助研究者更近地了解骨质疏松的发展情况，探讨其机制等。
豚鼠模型是一种对钙离子水平的敏感的动物模型，它可以帮助骨质疏松的治疗研究，主要是基因敲除和抗细菌药物的影响，也可以用于进行膳食营养学研究，检测不同营养因子对骨组织质量的影响。
总之，野鼠、非人类灵长类动物和豚鼠是目前常用的骨质疏松动物模型，在不同的研究领域中表现出不同的特点，可以帮助研究者更好地了解骨质疏松症发生和发展情况，为对其进行有效治疗提供有用的参考。
杜仲叶总提取物治疗去势大鼠骨质疏松症的实验研究饶华;徐贤柱;王曼莹【摘要】Objective Study of adjusting effect of total extraction in Eucommia ulmoides oliv leaf on bone metabolism in os-teoporosis (OP) model animal’s OP and its mechanism. Methods Thirty-two SD female rats at the age of 4 months were randomly divided into 4 groups:normal control group (gavage with physiological saline),ovariectomized group (OP group,gavage with physio-logical saline),estrogen group (gavage with estrogen),total extraction in Eucommia ulmoides oliv. Leaf group (DZ group,gavage with total extraction of Eucommia ulmoides oliv. leaf). At the end of 3-month treatment,blood calcium (Ca2+),blood phosphor (P3+), and alkaline phosphates (ALP) were tested by orbital blood collection. Thon femur and tibia of 4-group animals were taken out. Bone mineral density (BMD) of them was determined using dual-energy X-ray absorptiometry. Results Compared with OP group, blood calcium(Ca2+),blood phosphor (P3+),and alkaline phosphatase (ALP) in DZ group were decreased significantly (P<0.05);bone mineral density of femurs and tibia in DZ group were remarkably increased (P<0.05). Conclusion Total extraction in Eu-commia ulmoides oliv. leaf can improve bone metabolism of OP animals,increase BMD,prevent and treat osteoporosis effectively.%目的：研究杜仲叶总提取物对去势大鼠骨质疏松（osteoporosis，OP）模型的骨代谢调节作用机制。
骨质疏松动物模型特点的综述骨质疏松是一种以骨量减少，骨组织微细结构破坏，骨脆性增加和易发生骨折为特征的疾病，是老年人的常见病、多发病，日益受到人们的重视。
随着人类寿命的延长和老龄化社会的到来，该病的防治已成为一个迫切的问题。
在骨质疏松症的研究中，模型动物被广泛使用。
正确选择和建立一个理想的骨质疏松实验动物模型，是开展骨质疏松研究工作的基础。
目前可用于骨质疏松实验研究的动物主要有大鼠、小鼠、兔、羊、犬、猪、灵长类动物(除人类外)等。
它们在实验研究中均有各自的优缺点。
兹就目前常用的实验动物模型及其特点综述如下。
1 鼠类骨质疏松动物模型实验用大鼠有远交和近交系两种。
远交系包括Wistar Spraque-Dauley，Long-Evans，Holtzman 等品种，近交系包括ACI，Brown-Norway，Fischer 344，Lewis，Wistar-Furth等品种。
常用Wistar，Holtzzman，Fischer344、SD大鼠来作骨质疏松模型。
大鼠是骨质疏松研究中最常用的模型动物，与大动物相比，大鼠价廉，易于饲养；另外，大鼠能用较短的时间就能在骨建造和骨再建周期变化中达到新的平衡。
大鼠的自然寿命为2~3年，成年雄性大鼠在30个月时骨骺端仍有持续生长。
这种骨状态的不稳定性可能会干扰实验结果，因此大多数学者认为雄性大鼠不适合做各种成人骨骼研究的模型。
而雌性大鼠在6~9个月时就进入骨生长静止期，骨骺开始封闭，10个月达峰值骨量，出现一个骨代谢相对稳定的阶段，与人类相似；切除卵巢的大鼠经给予合适的雌激素进行替代试验时并不增加骨转换和骨丢失，这与绝经后妇女对雌激素替代法的反应相一致[1]。
在建立大鼠骨质疏松模型的方法研究上，有双侧卵巢切除法(去势法)、维甲酸法、糖皮质激素诱导法、营养法、人工法等。
其中双侧卵巢切除法最常用。
成年雌性大鼠有一个规则的发情期，发情期动物体内雌二醇水平处于峰值，每4 d有18 h峰值时间，在15个月后骨折发生较多，并且观察到松质骨有一些骨丢失现象，当不出现雌二醇的峰值时标志“绝经”，松质骨骨丢失发生加快。
小鼠骨质疏松合并骨性关节炎模型的建立及评价彭冰;胡正国;宋才渊;王刚【摘要】[目的]探讨骨质疏松合并骨性关节炎的小鼠动物模型的制备方法。
[方法]ICR雌性小鼠20只，随机分成对照组和模型组各10只。
模型组采取切除双侧卵巢4周后膝关节注射碘乙酸制备模型，对照组不作任何处理。
碘乙酸注射8周后对小鼠进行X-ray活体成像观察，并测定骨密度；取膝关节及腰椎做病理切片行HE染色观察。
[结果]模型组小鼠骨密度明显下降，关节间隙变窄，骨赘形成，HE染色见关节面不平整，出现凹陷及软骨缺损，腰椎骨小梁变少变细，结构不完整。
[结论]切除双侧卵巢及膝关节注射碘乙酸的方法能为研究骨质疏松合并骨性关节炎提供较为理想的动物模型。
【期刊名称】《广西中医药大学学报》【年(卷),期】2015(018)002【总页数】3页(P8-10)【关键词】骨质疏松;骨性关节炎;动物模型;实验研究【作者】彭冰;胡正国;宋才渊;王刚【作者单位】[1]浙江中医药大学第一临床医学院,浙江杭州310053;[2]浙江中医药大学第二临床医学院浙江杭州310053【正文语种】中文【中图分类】I681骨质疏松（osteoporosis，OP）和骨性关节炎（osteoarthritis，OA）都是发病率较高的临床常见骨科疾病。
两者虽然存在各自的不同病理变化，但在骨密度、骨微结构、细胞因子以及遗传等诸多方面都存在着密切联系，常常一起发病［1］。
目前越来越多的观点认为OP是导致OA的病因之一，由于骨质疏松的发生导致关节软骨力学失衡，关节磨损加重，进而发生退变增生［2］。
然而，目前的实验研究中尚缺乏良好的骨质疏松合并骨性关节炎动物模型［3］。
为了更好地研究OP与OA之间的关系，为临床治疗这两种疾病提供更有力的依据，本实验初步探讨通过摘除双侧卵巢、关节腔注射碘乙酸建立骨质疏松合并骨性关节炎这一动物模型的可行性，旨在为后续的实验研究及临床奠定基础。
1.1 动物与分组选取ICR健康雌性小鼠20只，平均体重为35 g，由浙江中医药大学动物中心提供，动物合格证号: SCXK（沪）2008-0016。
科研实践论文骨质疏松症动物模型构建的研究进展系（院）：生物科学与工程学院专业年级：食品质量与安全专业1102班学生姓名：王晓乐学号：1112034033指导老师：郑红星完成时间：2013年5月21日骨质疏松症动物模型构建的研究进展作者：王晓乐所在单位：（陕理工生物科学与工程学院食品质量与安全专业1102班，陕西汉中723000）指导老师：郑红星[摘要] 近年常用于骨质疏松的模型动物有大鼠、小鼠、兔、犬、羊、猪等。
以大鼠最为常用。
用于制模的方法有年龄相关的骨丢失，去势模型,药物类模型，废用性骨质疏松模型，营养类模型等。
其中以去势模型，特别是去卵巢动物模型最常用。
骨质疏松动物模型的建立有手术切除卵巢、药物诱导、饮食限制和制动术等几种方法。
也有将卵巢切除与其他方法结合应用以加快失骨的报道。
[关键字] 骨质疏松；动物模型；研究进展引言骨质疏松症是可能由于多种原因导致的骨密度和骨质量下降，骨微结构破坏，造成骨脆性增加，从而容易发生骨折的全身性骨病。
用于骨质疏松症模型动物模型首先应该考虑的是模型应与人类骨质疏松的临床症状及组织行为相似，但某些动物模型在各个方面完全与人类骨质疏松症的临床表现一致是很困难的，因此动物模型侧重与表现其某一阶段、某些症状或一些病理生理变化，作为观察特定阶段和指征的病理模型。
美国骨质疏松药物研究指南（美国－FDA）认为目前没有一种动物模型能模拟人类骨质疏松的所有特征。
已有报道用小鼠，大鼠、兔、羊、猴等复制骨质疏松模型。
1实验动物1.1 大鼠啮齿类动物如大鼠是迄今为止在OP研究中使用最广泛的实验动物，并且美国食品与药品管理局（FDA）也要求治疗OP的药物实验研究采用去卵巢大鼠和另一种非啮齿类动物模型（如狗、猪、羊、灵长目）进行实验。
大鼠用于OP研究的优点是：（1）分布广，繁殖快，花费低，体积小，易于饲养和管理。
（2）有明显的生长期和成年期，容易观察年龄对骨组织的影响。
（3）骨骼系统解剖与人类有众多相似之处。
（4）成年大鼠多个部位的松质骨骨量可在一段较长时期内保持稳定，这是研究松质骨重建的合适条件。
（5）与人类相似的松质骨分布和重建功能及板层骨的骨小梁重构能力。
（6）大鼠去卵巢后，血清雌二醇明显下降，骨代谢活跃，骨转换增强，骨吸收大于骨形成，起初有一个快速的以松质骨丢失为主的阶段，松质骨骨量减少，骨强度下降，较好地模拟了正常人绝经后高转换型OP。
（7）去卵巢大鼠对雌激素，他莫苷芬、二磷酸盐、甲状旁腺素和降钙素等药物的反应亦与人类有相似之处。
故去卵巢大鼠模型已被公认为研究绝经早期骨丢失的一种良好的模型。
但其缺乏也不容忽视：大鼠终身维持活跃的骨构塑：骨骺闭合迟：皮质骨内骨重建罕见，缺乏Haversian系统：大鼠去卵巢后不发生脆性骨折。
此外，大鼠体积小，不允许反复进行骨组织活检及大量采血液标本。
1.2 小鼠采用小鼠进行骨代谢遗传因素的研究，了解特殊骨骼类型与遗传基因的联系；或是导入目的基因或敲出目的基因，观察其表型特征和病理变化，是目前OP研究领域中最感兴趣的课题之一。
鉴于SAM/P6、57B1/6J、和C3H/HeJ等小鼠的峰值骨量（PBM）的差异，应用分子生物学技术，对特定基因位点进行完整的基因学研究，识别一个活多个OIP相关基因，为大动物和人类的研究提供有益的经验。
最近日本研究人员选用一种基因突变小鼠既twy 小鼠进行OP研究，发现这种小鼠体内存在不平行钙化现象，颈椎有有高度骨化现象，而腰椎发生高转化率的OP［1.2］。
1.3 狗皮质骨与松质骨的比例、Haversian单位和松质骨重建均与人类相似；存在年龄相关性OP和废用性OP；去睾丸狗有类似人类骨吸收大于骨形成的改变。
但狗为肉食动物，食物中不恰当的钙磷化例以及小肠对钙的吸收低，易产生继发性甲状膀腺功能亢进症。
另外，骨量丢失咱切除卵巢和子宫的狗只是一个暂时现象。
1.4 小型猪体积小，占空间小，易于实验操作管理；有板层骨结构，皮质骨重建和松质骨对视与沉积的发生率与人类相似；尽管通过切除卵巢、子宫和用氟化物诱导的OP与人类OP存在骨量和骨强度的差别，但在表现形式上与人类相似；另外，它还可存在骨量减少相关的自发性骨折。
不足之处是费用高，分布稀少，饮食要求严格，尤其害死钙的摄取，容易影响到骨密度（BMD）因为子宫的血管容易破裂；卵巢、子宫切除手术较为困难；通人类相比有较高的骨量及更致密的小梁骨网状结构。
1.5 绵羊从多方面因素看，绵羊是一种极具潜力的OP模型动物：性情温顺，易于饲养、管理；有自发性的排卵和与女性相似的激素分泌规律；氟化物在骨的沉寂和骨细胞的毒性反应方面与人类相似；今年的研究发现，低龄绵羊（小于3~4岁）的皮质骨是丛状骨，二高龄绵羊（7~9）可见到Haversian系统的重建［3］。
但作为OP模型也有其不足之处：绵羊为草食动物，维生素代谢和矿物质需要量以及磷代谢与人类相差较大，绵羊尿中磷排泄较人低，消化道是绵羊磷排泄的主要渠道；因绵羊为反刍类，如果进行口服药物吸收实验，需建立胃痿管；没有自然绝经；通常动情期只出现在秋冬两季，且BMD、生化指标、骨组织形态学指标有季节性和日节律性波动；缺乏自发性骨折。
1.6 兔繁殖率高，容易饲养，抗空气感染力强；骨转化快，当性腺发育接近6个月左右时，其骨骼既发育成熟，成年兔有Haversian重建活性，可用作合成代谢促进药物对松质骨及Haversian系统重建作用的研究［4］，以及用于研究睾酮及雌激素对生长发育过程中BMD的影响，或作为糖皮质激素诱导OP动物模型。
但因兔的松质骨含量少，给骨计量学检测带来一定困难。
1.7 灵长目与其他动物相比，灵长类动物用作OP动物模型具有突出优势；身体保持直立位，有与人极为相似的骨生物力学特性；具有Haversian和松质骨重建活性；存在增龄性和制动性骨丢失；有与人类女性相似的动情周期和绝经，卵巢功能停止后骨的反应亦与人类相似；由于灵长类动物与人类在进化树种的位置最近，对建立基因显性特征研究方面同样很有帮助。
但由于费用昂贵，饲养管理条件要求高，操作危险，试验周期长；不可避免地携带传播动物源性传染病；作为绝经后OP模型，雌性灵长类的年龄必须足够大等极大地限制了它们的应用。
2选择骨质疏松动物模型应注意的因素2.1骨生长期和成年期理想的骨质疏松动物模型应有明确的生长期和成长期。
在骨质疏松研究中生长期的骨积累和成年期的骨峰值是重要的概念。
在骨生长期，以骨塑建（bone modeling）为主，骨发育的代表是长轴骨的生长，骨塑形能力强，骨代谢活性高。
，除了遗传因素，生长期的营养、运动、机械负荷和日照时间等决定峰值骨量。
成年期的骨发育是以骨重建为主。
，松质骨的骨重建活性高于皮质骨。
骨代谢处于相对稳定的状态。
测定峰值骨量和成年后的骨量丢失是骨质疏松研究中的重要的手段。
进行实验时，明确实验动物处于生长期，还是成年期。
如实验目的是研究成年人疾病的过程，应用成年期的动物。
若观察危险因素对骨骼系统生长的影响，应选用生长期的动物。
2.2骨塑建与骨重建骨塑建（bone modeling）是骨生长期骨的形状和结构的生长变化，还在成年期期调整骨的构筑和骨量分布而适应外力环境的改变。
骨重建（bone remodeling）是指骨组织中的基本单位新骨取代旧骨的骨吸收与骨重建过程，并无骨形状的改变。
骨质疏松动物模型应可观察到松质骨和皮质骨明确的组织形态学变化。
2.3雌激素与绝经大多数妇女经历2－7年的自然绝经期，手术女性因手术而绝经。
体内雌激素水平下降导致多得快速失骨可持续5－8年，逐渐进入一个缓慢失骨期。
这些变化主要发生在松质骨和皮质骨内表面［5］。
雌激素替代疗法可减少骨量的丢失，骨折发生率降低。
骨质疏松模型选择的动物如有周期性的月经或动情期，有自然绝经现象和对雌激素替代疗法有良好的反应，可能是用于骨质疏松研究的最佳模型。
比如，大鼠去势模型是研究绝经后骨质疏松的经典动物模型。
2.4其它动物骨骼的形态、骨密度和骨生理与人类不尽相同，而且骨质疏松症的变化往往经历数年或数十年，但动物模型在数周或数月复制出相像的变化，二者是否有差距，有待进一步研究，因此在实验结果判定和外推时需慎重。
3复制骨质疏松症的方法骨质疏松动物模型的建立有手术切除卵巢、药物诱导、饮食限制和制动术等几种方法。
也有将卵巢切除与其他方法结合应用以加快失骨的报道。
3.1切除卵巢去势法以大鼠为例，大鼠有明显的生长期和成年期，雌性大鼠发情期规律，每四天出现一次持续18小时的雌二醇峰值时间。
当卵巢切除以后，如上所述，出现骨转化率增加，松质骨出现显著的骨丢失，骨小梁变细，单位体积骨小梁骨量降低，骨强度下降；经历约4月的快速骨丢失期，随后为一段较长的缓慢的丢失阶段［5］。
肥胖对骨丢失有一定保护的作用；肠道的钙吸收减少；这种特征较好地复制了女性正常绝经时骨量丢失的情况。
予雌激素替代治疗时无骨转化增加和失骨。
抑制人骨转化的药物如双磷酸盐类和降钙素也可有阻止大鼠的高转化率和骨丢失。
这与绝经后妇女对相同治疗的应用效果一致。
该模型已被反复证实，切除大鼠卵巢，血中雌激素水平显著降低，并出现骨质疏松病理变化，该法已成为制造绝经后骨质疏松症动物模型的有效方法［6］。
雌激素减少后的骨量的减少和骨形成关系如何尚未阐明。
骨骼成熟后，在一生中仍不断进行更新与改造，这就是骨重建。
骨重建过程是旧骨的吸收，新骨的形成的复杂过程。
主要有两种细胞在发生作用：一种是通过分解代谢促使骨质吸收的破骨细胞，一种是通过合成代谢促进骨形成的成骨细胞［7］。
正常的骨再建过程有赖于这两种细胞作用的平衡。
在骨表面同时存在着破骨细胞和各个分化阶段的成骨细胞，无论在组织学上，还是在功能上都做为一个生理单位发生作用，这一系列的细胞群被称为基本的多细胞单位(basic multicelluar unit,BMU)。
任何一种可以改变破骨细胞活性和成骨细胞分泌能力的因素均可对骨的再建产生深刻的影响。
雌激素通过多个环节维持骨吸收和骨形成的平衡。
（1）雌激素增加降钙素的分泌,抑制甲状旁腺激素的活性,从而抑制骨钙溶解、促进钙在肠内的吸收、帮助活性维生素D(1,25-二羟维生素D)在肾脏的合成、促进骨的重建。
(2)而且许多研究发现骨细胞内存在雌激素受体。
实验表明, 在成骨细胞上存在雌激素受体。
雌激素具有刺激骨形成作用,破骨细胞是雌激素的靶细胞［8］。
(3)雌激素通过影响局部的细胞因子如IGF-I、TGF-β、IL-1、TNF、IL-6等而调节成骨细胞与破骨细胞的功能状态，进而影响骨代谢［9］。
3.2药物诱导常用诱导骨质疏松动物模型有维甲酸和糖皮质激素。
维甲酸是维生素A的衍生物，临床上作为治疗白血病的药物，对骨代谢有明显的影响，大鼠维甲酸70mg/kg灌胃两周，即出现骨密度降低，骨小梁吸收，断裂，稀疏；骨髓腔增大。
