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齐墩果酸对去卵巢骨质疏松症雌鼠的疗效及机理研究



全 文 :收稿日期:2012-12-18; 修订日期:2013-03-30
基金项目:国家自然科学基金( No. 30873291) ;
陕西省教育厅重点学科资金项目
作者简介:杨 军( 1971-) ,男( 汉族) ,甘肃兰州人,现任陕西中医学院讲
师,博士学位,主要从事中医老年病的研究工作.
齐墩果酸对去卵巢骨质疏松症雌鼠
的疗效及机理研究
杨 军1,张小莉2,刘仕杰3,莫新民4
(1.陕西中医学院,陕西 咸阳 712046; 2.甘肃省榆中县第一人民医院,甘肃 榆中 730100;
3.河南省开封市中医院,河南 开封 475000; 4.湖南中医药大学,湖南 长沙 410007 )
摘要:目的 观察壮骨止痛方有效成分之一齐墩果酸对去卵巢骨质疏松症的疗效,并探讨其可能的作用机理。方法 3 月
龄 SD雌性大鼠 40 只,分为模型组,壮骨止痛方组,齐墩果酸组,假手术组。结果 齐墩果酸组能明显增加腰椎骨密度( P
< 0. 05) 和平均骨小梁密度( P < 0. 05) ; 有增加血清 E2 的趋势( P > 0. 05) ; 对右胫骨最大抗弯曲强度无显著差异( P >
0. 05) 。结论 齐墩果酸能显著提高模型大鼠、腰椎骨密度和骨小梁的骨密度,改善骨质疏松症的病理形态学改变。其机
理可能是通过调节基质金属蛋白酶的表达,推动成骨细胞成活,促进骨形成。
关键词:骨质疏松症; 齐墩果酸; 机理
DOI标识:doi: 10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2013. 07. 009
中图分类号:R285. 5 文献标识码:A 文章编号:1008-0805( 2013) 07-1564-02
壮骨止痛方是本课题组开发的治疗骨质疏松症的新药,已经
获得国家新药证书[国药证证字 Z20050125],对绝经后骨质疏松
症有良好疗效[1]。课题组在确定复方有效部位的基础上[2],从
其石油醚部位分离制备了齐墩果酸,通过药效学试验证明齐墩果
酸是其有效成分之一。本研究探讨齐墩果酸对去卵巢骨质疏松
症雌鼠的疗效及机理。
1 材料与仪器
1. 1 实验动物与饲料 3 月龄 SD 雌性大鼠 40 只,体质量 250 g
左右,SPF级;饲料为标准普通饲料。动物和饲料均由湖南中医
药大学实验动物中心提供。动物许可证号:SCXK(湘)2009 -
0004。
1. 2 药品与试剂 壮骨止痛方(原材料购自九芝堂,由中南大学
药学院制备) ,齐墩果酸(由中南大学药学院制备,纯度
99. 99%) ,雌激素(HY -032)放免试剂盒(北京华英生物技术研
究所)。
1. 3 仪器 Unigamma 骨密度仪(意大利) ,JY3002 型电子天平,
低温离心机,LEICA DM LB2 型双目显微镜,超低温冰箱,WDW -
1000Ⅲ微机控制电子式万能实验机,MIAS 医学图像分析系统,
Motic B5 显微摄像系统,GC - 1500r放射免疫计数器等。
2 方法
2. 1 分组 大鼠适应性饲养 1 周,按体质量随机分为假手术组
10 只,其它 30 只大鼠造模,术后 1 周将模型大鼠按体重随机分
为模型组、壮骨止痛方组、齐墩果酸组。
2. 2 造模方法[3] 采用公认的成年雌性大鼠去卵巢 3 个月绝经
后骨质疏松症病理模型。造模方法:2%戊巴比妥钠(0. 2 ml /
100g体质量)麻醉,在无菌的条件下从距离大鼠胸腰椎外侧 1cm
处纵向切开皮肤及两侧肌肉,摘除双侧卵巢,假手术组仅在卵巢
周围切除相应体积的脂肪,分两层缝合伤口并用生理盐水擦洗干
净血迹,术后连续 3d大腿肌肉注射青霉素钠,每只大鼠 4 万 U/
d,术后 5d拆线,饲养于室温 23 ~ 25℃、相对湿 40% ~ 60%的清
洁环境中,自由摄食和摄水。
2. 3 给药方法 各组均从拆线后开始给药,每天灌胃 1 次,连续
13 周。假手术组和模型组每天灌胃相应体积的冷开水和油中王
牌植物油,壮骨止痛方组灌药[水相 0. 25 ml /(100g·d) ,油相
0. 75 ml /(100g·d) ],齐墩果酸组灌药[水相 0. 4 ml /(100g·d) ,
油相 0. 6ml /(100g·d) ]。剂量按各药效相关物质相对壮骨止痛
方的得率及人鼠体表面积折算确定。
2. 4 指标检测 连续灌胃 13 周,每 10 天称 1 次体质量,13 周之
后所有大鼠腹腔注射 2%戊巴比妥钠(0. 2 ml /100g)麻醉后,腹部
切口分离腹主动脉,用负压采血管采血 8 ml,静置 2 ~ 3 h,3 000
r /min离心 15 min后分离血清,以备放射免疫法检测相关指标。
剖取左右后肢完整的胫骨及第 2 ~ 4 腰椎,去除上面附着的肌肉
组织,保留骨膜并作相关检查。
2. 4. 1 血清 E2 检测 放射免疫法检测血清 E2。
2. 4. 2 骨密度检测 取第 2 ~ 4 腰椎骨用湿纱布包裹,送湖南中
医药大学附一院骨密度室检测骨密度。
2. 4. 3 骨生物力学检测 取右胫骨分干净肌肉,用湿纱布包裹送
国防科技大学物理系检测骨最大抗弯曲强度。
2. 4. 4 骨组织病理学检测 将左胫骨先用 4%的多聚甲醛固定
48 h后以 5%的硝酸脱钙 1 周,以石蜡包埋,送湖南中医药大学
病理检验中心,常规组织切片,厚度为 4 μm,经过 HE 染色,在
400 倍镜下用显微镜形态学计算机网络系统测量骨小梁密度,每
张切片取 5 个视野,取其平均骨小梁密度,最后观察骨组织病理
形态学改变。
2. 5 统计方法 所有数据采用 珋x ± s表示,采用 SPSS16. 0 统计软
件分析,数据先进行方差齐性检验,然后方差分析,采用 t 检验法
进行组间比较,作为显著性分析,P < 0. 05 为有统计学意义。
3 结果
3. 1 对去卵巢雌性骨质疏松模型大鼠血清 E2 的影响 见表 1。
表 1 显示,壮骨止痛方组与模型组比较,血清 E2 浓度明显升高,
差异具有显著性意义(P < 0. 05)。齐墩果酸组与模型组比较,血
清 E2 浓度差异无统计学意义(P > 0. 05) ,但是有增加 E2 水平的
趋势。
3. 2 对去卵巢雌性骨质疏松模型大鼠骨密度的影响 见表 2。
表 2 显示,齐墩果酸组腰椎骨密度与模型组比较明显升高,差异
有显著性意义(P < 0. 05) ,与壮骨止痛方组比较无显著差异性(P
> 0. 05)
3. 3 对去卵巢雌性骨质疏松模型大鼠右胫骨骨生物力学的影响
见表 3。
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时珍国医国药 2013 年第 24 卷第 7 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2013 VOL. 24 NO. 7
表 1 对去势骨质疏松大鼠血清 E2 的影响(珋x ± s)
pg·ml -1
组别 血清 E2
假手术组 8. 632 ± 2. 043▲
壮骨止痛方组 2. 645 ± 0. 431▲
齐墩果酸组 2. 293 ± 0. 558
模型组 1. 503 ± 0. 238
与模型组比较,▲P < 0. 05;n = 6
表 2 对去势骨质疏松大鼠骨密度的影响(珋x ± s)
组别 n 第 2 ~ 4 腰椎骨密度 / g·cm2
假手术组 6 0. 268 ± 0. 0123▲
壮骨止痛方组 6 0. 271 ± 0. 0163▲
齐墩果酸组 6 0. 267 ± 0. 015▲
模型组 7 0. 224 ± 0. 012
与模型组比较,▲P < 0. 05;n = 6
表 3 对去势大鼠骨生物力学的影响(珋x ± s)
组别 n 胫骨最大抗弯曲强度 /Mpa
假手术组 7 375. 02 ± 8. 88▲
壮骨止痛方组 7 363. 48 ± 16. 61▲
齐墩果酸组 6 343. 10 ± 10. 74
模型组 6 315. 05 ± 7. 40
与模型组比较,▲P < 0. 05
表 3 显示,与模型组相比,齐墩果酸组有提高右胫骨最大抗
弯曲强度的趋势,但无差异性(P > 0. 05)。壮骨止痛方组能够显
著的提高右胫骨的最大抗弯曲强度(P < 0. 01) ,提高骨生物力学
性能。
3. 4 对去卵巢雌性骨质疏松症大鼠左胫骨骨组织形态学的影响
见表 4。
表 4 对去势大鼠左胫骨骨小梁密度的影响(珋x ± s)
组别 n 左胫骨骨小梁密度(mm2%)
假手术组 9 0. 9156 ± 0. 0095▲
壮骨止痛方组 9 0. 9137 ± 0. 0108▲
齐墩果酸组 8 0. 9097 ± 0. 0107
模型组 8 0. 8693 ± 0. 0132
与模型组比较,▲P < 0. 05
表 4 显示,在 400 倍镜下,通过显微形态学计算机网络系统
测量骨小梁的密度,每张切片取 5 个视野,取其平均值。
病理切片(见图 1)表明,假手术组骨小梁分布均匀,胫骨颈
梁髓比正常。去卵巢模型组骨小梁稀疏、破坏,髓腔扩大,梁髓比
下降。壮骨止痛方组和齐墩果酸组能提高骨小梁的分布和梁髓
比。
4 讨论
女贞子为木犀科植物女贞的成熟果实,药性甘苦凉,归肝肾
经,功效为滋补肝肾,乌须明目。齐墩果酸为女贞子的主要活性
成分之一,不易溶于水,属于不饱和三萜化合物。
绝经后骨质疏松症属于高代谢转换型,即破骨细胞的骨吸收
活动增强,骨吸收大于骨形成,因此绝经后骨质疏松症发病机制
的中心环节是破骨细胞数量的增加。有实验表明齐墩果酸能提
高更年期大鼠 E2 水平,具有雌激素样作用
[4]。本实验研究表明
齐墩果酸组和模型组相比,其未能显著提高血清 E2 水平,与其他
学者研究结果不相同。但是本实验表明齐墩果酸能显著增加腰
椎骨密度和骨小梁密度,逆转骨病理形态。在前期试验研究中表
明壮骨止痛方全方提取物能增加骨小梁的密度,降低基质金属蛋
白酶 2 的含量起到抗骨质疏松的作用[5]。有研究表明齐墩果酸
对Ⅰ型胶原和基质金属蛋白酶的表达具有调节作用[6]。骨组织
表面覆盖一层成骨细胞和未矿化的Ⅰ型胶原屏障,阻止破骨细胞
与矿化骨基质接触,当成骨细胞受到促骨吸收因子的刺激后,分
泌基质金属蛋白酶,降解成骨细胞下的Ⅰ型胶原,从而激活破骨
细胞,启动骨吸收[7]。基质金属蛋白酶 2(MMP - 2)主要在成骨
细胞及部分破骨细胞的细胞质中表达,在正常和病理性骨吸收中
发挥重要作用[8]。基质金属蛋白酶 2 在成骨细胞中表达可以更
新骨基质,增强成骨细胞存活,促进骨形成。因此齐墩果酸治疗
绝经后骨质疏松症的作用机制可能是通过调节基质金属蛋白酶
的表达,推动成骨细胞成活,促进骨形成。
图 1 大鼠左胫骨骨组织病理切片
本实验中,模型组和假手术组相比较,血清 E2 和腰椎骨密度
明显下降,差异有显著性(P < 0. 05) ,骨小梁稀疏、破坏,髓腔扩
大,梁髓比明显下降,差异显著(P < 0. 05) ,右胫所能承受的最大
压力下降,差异显著(P < 0. 05) ,说明大鼠去卵巢后不仅有骨量
的减少,还有骨强度的下降,这些特征与绝经后骨质疏松的生理
改变类似,说明本实验中的病理模型复制成功。
给药后与模型组相比,齐墩果酸组腰椎骨密度增加明显(P
< 0. 05) ,骨小梁密度显著提高(P < 0. 05) ,提高了骨小梁的分布
和梁髓比。说明齐墩果酸能有效地抑制去势后骨量的丢失。血
清 E2 和骨生物力学性能未见显著提高(P > 0. 05) ,但从结果分
析有提高的趋势。说明齐墩果酸对绝经后骨质疏松具有良好的
疗效。
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2013 VOL. 24 NO. 7 时珍国医国药 2013 年第 24 卷第 7 期