甲状旁腺激素应用于大鼠脊髓损伤后防治骨质疏松的效果分析

王忻+赵毅+朱悦

摘 要：目的 分析甲狀旁腺激素应用于大鼠脊髓损伤后继发骨质疏松症的治疗效果。方法 购买20只SD大鼠，雌雄各半，建立脊髓损伤（SCI）动物模式，检测全部大鼠骨密度（BMD），选取12只BMD偏低的大鼠并随机分为对照组与观察组，对照组大鼠不予骨质疏松治疗，观察组大鼠给予甲状旁腺激素（PTH）注射；观察两组在应用PTH后1周、3 周、6 周、12周四个监测时间点时的股骨、胫骨骨密度（BMD），骨钙素（OCN），碱性磷酸酶（ALP）的各项指标的检测结果并进行对比分析。结果 建模术后6 d时两组大鼠BMD均显著低于本组术前（P<0.01），但两组间无统计学差异（P>0.05）；能够满足本次研究要求。观察组胫骨、股骨BMD多时间点监测结果显著高于对照组，具有统计学意义（P<0.01）；自第6～12周时BMD出现显著上升趋势。观察组OCN多时间点监测结果显著高于对照组（P<0.01）；OCN表达在第1～6周时呈上升趋势，于第6 周达峰值后开始回落，第6 ～12周时可见明显下降。观察组ALP多时间点监测结果显著高于对照组（P<0.01）；ALP表达水平自第1周起呈现出上升趋势，第6 ～12周上升最为显著。结论 甲状旁腺激素对于脊髓损伤后继发的骨质疏松的大鼠具有明确的治疗效果，据此可以认为脊髓损伤早期应用甲状旁腺激素能够在一定程度上预防继发骨质疏松的发生。

关键词：脊髓损伤；骨质疏松；甲状旁腺激素

中图分类号：R-33 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.02.019

文章编号：1006-1959（2018）02-0054-04

Abstract：Objective To analyze the therapeutic effect of parathyroid hormone（PTH）on osteoporosis leaded by spinal cord injury in rats.Methods 20 SD rats，half of which are males and the other half females，were purchased.An animal model of spinal cord injury（SCI）was established and bone mineral density（BMD）was measured in all rats.12 rats with low BMD were randomly divided into two groups：the control group and the observation group.Rats in the control group were not treated with osteoporosis，and the rats in the observation group were injected with parathyroid hormone（PTH）. The bone mineral density（BMD）and osteocalcin（OCN）of the femur and tibia were observed in 1 week，3 weeks，6 weeks and 12 weeks after PTH.The results of alkaline phosphatase（ALP）were compared and analyzed.Results 6 d after modeling，BMD of both two groups were significantly lower than that in the group before operation，but there was no statistical difference between the two groups，P>0.05，able to meet the requirements of this study. The BMD in the tibia and femur in the observation group were significantly higher than those in the control group at multiple time points，P<0.01 having statistical significance.The BMD obviously increased in the first 6 to 12 weeks.The observation group OCN monitoring results was significantly higher than the control group at multiple time points P<0.01；the expression of OCN increased in the first 1 to 6 weeks，and decreased significantly from the 6th to 12th week after reaching a peak at the 6 w.The observation group ALP was significantly higher than the control group P<0.01；The expression of ALP showed an increasing trend since the first week.At week 6 and 12， the most significant increase was observed.Conclusion Parathyroid hormone has a definite therapeutic effect on osteoporosis rats after spinal cord injury.It is concluded that parathyroid hormone can prevent secondary osteoporosis in the early stage of spinal cord injury.endprint

Key words：Spinal cord injury；Osteoporosis；Parathyroid hormone

骨质疏松（osteoporosis，OP）为脊髓损伤（spinal Cord Injury，SCI）后一种常见的继发症状[1-2]。OP主要可见骨量减少、骨组织的微结构发生退行性改变等临床特征[3-5]。OP可导致患者发生骨折伤害的风险极大提高，从而对患者的生活造成极大的不利影响。随着临床对于OP认知的不断加深，诸多研究表明PTH具有提升成骨细胞活性、促进骨转换从而增加骨量、加强骨密度的作用。为了明确PTH对于脊髓损伤后继发骨质疏松的防治作用，本院开展本次研究，从多时间点监测骨密度以及相关指标，了解PTH应用后骨质疏松大鼠的骨密度与相关指标的变化趋势，以期为PTH的人类临床应用提供数据性参考。

1资料与方法

1.1 一般资料 自中国医科大学实验动物部购进20只SD大鼠，雌雄各半，建立SCI动物模型。于模型建立前及建模术后第6天检测全部大鼠的BMD，按BMD进行降序排序，按排序顺序选取BMD偏低的12只大鼠；将入选的大鼠按随机法分为对照组与观察组，每组各6只。对照组中雄鼠2只，雌鼠4只；平均体重（191.26±21.97）g。观察组中雄鼠3只，雌鼠3只；平均体重（191.29±21.45）g。两组大鼠的一般资料差异无统计学意义（P>0.05），能够进行后续对比研究。

1.2 SCI建模方法 全部大鼠均于25 ℃恒温，相对湿度为50%～70%的室内于自然光线下饲养，试验期间常规喂养食水。将全部大鼠以水合氯醛进行腹腔麻醉；将大鼠取俯卧位妥善固定，剔除背部手术部位的鼠毛消毒皮肤；将T9～T11节椎板与棘突充分显露于术野，将T10节椎板切掉；将脊髓处向外扩展约2.5 mm直径的圆形区域充分暴露，于硬膜表层处放置一个与脊髓表层弯曲度相同的塑料隔片；以10 g的砝码顺玻璃导管于圆形区内垂直落下，以10×10 gcf的力度打击于隔片处制造出脊髓的急性损伤；逐层关闭手术切口，予以2 ml的0.9%氯化钠注射液皮下注射；随后5 d连续给予青霉素钠注射，2万U/d。术后常规消毒并单笼饲养，每隔8 h促使建模大鼠排尿1次。

1.3术后用药方法 对照组保持大鼠健康，不给予抗骨质疏松药物治疗。观察组于建模术后第6天开始给予PTH注射，60 μg /（kg·次），1次/3 d，连续应用8周。

1.4疗效观察 分别于观察组应用PTH后1周、3周、6周、12周四个监测时间点，观察两组大鼠的股骨胫骨BMD、OCN及ALP各项指标的检测结果并进行对比分析。OCN以放射免疫法检测，ALP使用考马斯亮蓝测定盒检测。

1.5统计学处理 研究数据录入至Excel建立数据库，其中的计数资料采取独立样本均数t检验，各时间点数据对比采取重复测量方差分析并绘制重复度量轮廓图；P<0.05表示差异具有统计学意义。

2结果

2.1股骨胫骨BMD检测均值 建模术后6 d时两组大鼠BMD均显著低于本组术前（P<0.01），但两组间无统计学意义（P>0.05）；能够满足本次研究要求，见表1。

2.2 胫骨BMD多时间点监测 观察组胫骨BMD多时间点监测结果显著高于对照组，差异具有统计学意义（P<0.01）；自第6～12周时BMD出现显著上升趋势，见表2，图1。

2.3股骨BMD多时间点监测 观察组股骨BMD多时间点监测结果显著高于对照组，差异具有统计学意义（P<0.01），；自第6～12周时BMD出现显著上升趋势，见表3，图2。

2.4 OCN多时间点监测 观察组OCN多时间点監测结果显著高于对照组（P<0.01），差异具有统计学意义；OCN表达在第1～6 周时呈上升趋势，于第6周达峰值后开始回落，第6～12周时可见明显下降，见表4，图3。

2.5 ALP多时间点监测 观察组ALP多时间点监测结果显著高于对照组，差异具有统计学意义（P<0.01）；ALP表达水平自第1周起呈现出上升趋势，第6～12周上升最为显著，见表5，图4。

3讨论

脊髓损伤的早期破骨细胞即可出现异常性活跃，致使骨吸收量的上升，从而形成了骨质密度降低，如未能给予及时有效的干预则终至骨质疏松的形成。骨质疏松形成后致使患者发生骨折伤害的风险性极大提高，因此致使患者整体活动功能受限，极大的降低了预后质量[6-8]。PTH于1935年被应用于绝经诱发的女性骨质疏松症的临床治疗当中，能够提高70%以上的髂骨骨小梁的骨容量。上世纪70年代时PTH的人工合成制剂首先应用于人类骨质疏松症的临床治疗当中，取得了明确的提高骨小梁的骨容量效果。随着临床上对于骨质疏松症认知水平的不断提高，以及现代医药水平的迅速发展，PTH的提升骨量、增强骨质的作用被临床广泛认可[9-10]。然而，在脊髓损伤所致的骨质疏松防治领域PTH的治疗效果仍有待于进一步研究。

本次研究中我们通过建立动物SCI模型的方式分析了PTH在SCI所到OP的效果。本次研究主要对SCI动物模型的BMD、OCN及ALP的检测结果进行多时间点的监测，并着重分析应用PTH后多时间点上述各指标变化的趋势。BMD是骨密度检测的金标准，本次研究中我们对SCI大鼠的胫骨与股骨BMD进行分别检测，结果表明两者所得BMD近似，应用PTH后两者的变化趋势也是近似的，这一点通过BMD重复测量轮廓图可以直观的进行观察。通过应用PTH观察组多点监测BMD结果显著高于对照组，表明PTH应用于SCI所致OP大鼠中具有明确提高骨密度的效果。

OCN是骨基质的一项重要组分，是一种由成骨细胞分泌及特异性合成的非胶原型蛋白。在骨基质的各项非胶原型蛋白当中OCN的含量居首位。OCN的表达与骨质中钙含量具有正相关性。当骨转化出现异常时OCN的表达水平必然出现异常。OCN-mRNA转录的过程以及蛋白生成为成骨细胞成熟分化达矿化期的一项重要指征。因此OCN也被视为成骨细胞晚期成熟分化的标志物。保持骨质正常的矿化速率是OCN最主要的一项生理机能，骨组织发生矿化以及成骨细胞出现增殖分化时，OCN的表达水平随之特异性升高。因此OCN是骨组织形成与转化的一项特异性敏感标志物，OCN的监测对于OP的诊断、疗效的评估以及预后的判断均具有重要的指导价值。本次研究中观察组OCN多点监测结果显著高于对照组，提示PTH对于脊髓损伤后骨组织转化与形成具有促进作用。观察组OCN的表达水平于第1周时出现上升趋势，于第6周时达峰值，但自第6 周时开始下降，我们分析这可能与PTH作用下致使骨组织分化过激有关，达峰值后趋于正常化因此可见下降，但下降后仍高于前三个监测时间点，说明这种下降是趋于正常化的表现而并非PTH作用丧失所致。ALP是骨细胞活性的一项观察指标。本次研究中两组ALP均呈现出上升趋势，但观察组显著高于对照组，说明脊髓损伤后随着大鼠自身对于损伤的修复，骨细胞的活性可见小幅恢复，但应用PTH后可极大提高骨活性的恢复程度。ALP于第6～12周时的上升幅度显著高于前几个监测时间点，我们分析出现这一现象的主要原因一是6～12周两个监测时间点的跨度较大，另一方面可能与大鼠脊髓损伤的恢复有关。endprint

综上所述，甲状旁腺激素应用于大鼠脊髓损伤后形成的骨质疏松治疗中具有明确效果，推测于损伤后早期应用具备积极的骨质疏松预防作用。

参考文献：

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收稿日期：2016-6-29；修回日期：2016-7-3

编辑/李桦endprint