劉 明,宣振華,張永萍#,劉 毅,劉 莉,王海洋(1.貴陽中醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,貴陽 55005;.貴陽中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院,貴陽 55005;.貴陽德昌祥藥業(yè)股份有限公司,貴陽 55000)
杜仲壯骨丸對維甲酸致小鼠骨質(zhì)疏松的改善作用Δ
劉 明1*,宣振華2,張永萍2#,劉 毅2,劉 莉3,王海洋3(1.貴陽中醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,貴陽 550025;2.貴陽中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院,貴陽 550025;3.貴陽德昌祥藥業(yè)股份有限公司,貴陽 550002)
目的:考察杜仲壯骨丸(DZ)對小鼠骨質(zhì)疏松的改善作用。方法:將72只KM小鼠隨機分為空白對照組(生理鹽水)、模型組(生理鹽水)、陽性對照組(仙靈骨葆膠囊,0.50 g/kg)和DZ高、中、低劑量組(1.90、0.95、0.48 g/kg,記為DZ-H、DZ-M、DZ-L組),每組12只。除空白對照組外,其余各組小鼠均ig維甲酸復(fù)制骨質(zhì)疏松模型,并同時ig相應(yīng)藥物,每天1次,連續(xù)14 d。末次給藥后,測定小鼠體質(zhì)量;摘眼球取血測定血清鈣、血清磷含量;取肝、脾、胸腺測定臟器指數(shù);取左側(cè)股骨測定骨濕質(zhì)量、干質(zhì)量、長度和直徑;取右側(cè)股骨測定骨小梁面積百分比、骨小梁寬度及數(shù)目。結(jié)果:與空白對照組比較,模型組小鼠體質(zhì)量降低;血清鈣、血清磷含量增加;肝指數(shù)、脾指數(shù)升高,胸腺指數(shù)降低;股骨濕、干質(zhì)量及直徑減少;骨小梁面積百分比降低,骨小梁寬度及數(shù)目減少,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)。與模型組比較,各給藥組小鼠血清鈣含量減少,陽性對照組和DZ-M、DZ-L組小鼠血清磷含量減少;陽性對照組和DZ-M、DZ-L組小鼠胸腺指數(shù)升高,陽性對照組小鼠肝臟指數(shù)降低;陽性對照組小鼠的股骨濕質(zhì)量及DZ-M組小鼠股骨干、濕質(zhì)量和直徑均增加;陽性對照組和DZ-H、DZ-M組小鼠股骨骨小梁百分比升高,骨小梁寬度及骨小梁數(shù)目均增加,且DZ-L組小鼠骨小梁數(shù)目增加,以上差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)。結(jié)論:DZ對維甲酸致小鼠骨質(zhì)疏松具有一定的改善作用。
杜仲壯骨丸;維甲酸;骨質(zhì)疏松模型;小鼠;股骨計量學(xué)指標(biāo)
維甲酸(Retinoic acid)是一種免疫抑制劑,由于其具有抑制骨合成的作用,近年來常被用來建立動物骨質(zhì)疏松模型[1]。杜仲壯骨丸(DZ)是貴陽德昌祥藥業(yè)有限公司獨家專利品種(國藥準(zhǔn)字號為Z52020210),臨床主要用于治療風(fēng)濕痹痛、筋骨無力等癥。本品臨床應(yīng)用多年,具有堅實的臨床基礎(chǔ),但由于處方中含有豹骨和尋骨風(fēng)2味藥材,其中豹骨屬于瀕危保護動物藥材,尋骨風(fēng)由于含有馬兜鈴酸,長期大量應(yīng)用可引起一定程度的腎損害。因此,本課題組在對這2味藥材進行減去或替代(即去掉豹骨,另用腫節(jié)風(fēng)代替尋骨風(fēng),然后按照原制備工藝制備)研究的基礎(chǔ)上,采用維甲酸致小鼠骨質(zhì)疏松,觀察改進后的DZ對小鼠骨質(zhì)疏松的改善作用,以擴大其臨床適應(yīng)證。
1.1 儀器
752紫外光柵分光光度計(上海第三分析儀器廠);TGL-12GB-C臺式高速離心機(上海安亭科學(xué)儀器廠);BX51T-PHD-J11系統(tǒng)相差顯微鏡(日本奧林巴斯公司);多功能真彩色細胞圖像分析管理系統(tǒng)(美國Media Cybernetics公司)。
1.2 藥品與試劑
DZ(貴陽德昌祥藥業(yè)有限公司,批號:20130906,規(guī)格:0.19 g/丸);仙靈骨葆膠囊(貴州同濟堂制藥有限公司,批號:20130217,規(guī)格:每粒0.5 g);維甲酸原料藥(全反式,重慶華邦制藥股份有限公司,批號:20130425);血清鈣、磷試劑盒(南京建成生物工程研究所,批號:20140327、20140329)。
1.3 動物
SPF級KM小鼠72只,♀♂各半,體質(zhì)量24~28 g,由貴陽醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供[動物合格證號:SCXK(黔)2012-001]。
2.1 分組、造模與給藥
將72只KM小鼠隨機分成6組,分別為空白對照組、模型組、陽性對照組(仙靈骨葆膠囊,0.50 g/kg,相當(dāng)于人臨床用量的10倍劑量)和杜仲壯骨丸高、中、低劑量組(1.90、0.95、0.48 g/kg,分別相當(dāng)于人臨床用量的20、10、5倍劑量,分別記為DZ-H、DZ-M、DZ-L組),每組12只。除空白對照組外,其余各組小鼠每天上午按105 mg/kg劑量ig維甲酸相應(yīng)溶液1次,連續(xù)14 d,復(fù)制骨質(zhì)疏松模型[2]。造模同時,各給藥組小鼠每天下午ig相應(yīng)藥物,給藥體積均為0.2 mL/10 g(均以生理鹽水為溶劑),每天1次,連續(xù)14 d;空白對照組和模型組小鼠ig等體積生理鹽水。實驗過程中每周稱小鼠體質(zhì)量1次。
2.2 標(biāo)本采集及指標(biāo)檢測
[3-6]中方法進行標(biāo)本采集與指標(biāo)檢測。
2.2.1 血清鈣、血清磷含量及重要臟器指數(shù) 于實驗第15天摘眼球取血,以1 000×g離心15 min,分離血清,按照試劑盒說明書操作,檢測血清鈣、血清磷含量。取血完成后處死小鼠,取肝、脾、胸腺,稱質(zhì)量,計算臟器指數(shù):臟器指數(shù)(mg/g)=臟器質(zhì)量(mg)/體質(zhì)量(g)。
2.2.2 骨小梁面積百分比、骨小梁寬度及數(shù)目 取右側(cè)股骨,中性福爾馬林浸泡,常規(guī)脫鈣,切片,蘇木精-伊紅(HE)染色后,通過多功能真彩色細胞圖像分析管理系統(tǒng)對骨小梁面積百分比、骨小梁寬度及骨小梁數(shù)目進行分析。
2.2.3 股骨計量學(xué)指標(biāo) 取左側(cè)股骨,除凈附著的軟組織,測定股骨計量學(xué)指標(biāo)。(1)股骨濕質(zhì)量:用電子天平稱量,得股骨濕質(zhì)量(mg);(2)股骨長度:用游標(biāo)卡尺進行測量,得股骨長度(mm);(3)股骨直徑:分別于股骨的近端1/3點、中點、遠端1/3點,用游標(biāo)卡尺量取最大外徑及最小外徑,取6個值的平均值,得股骨直徑(mm);(4)股骨干質(zhì)量:將股骨在80℃條件下烘干至恒質(zhì)量,得股骨干質(zhì)量(mg)。
2.3 統(tǒng)計學(xué)方法
采用SPSS 17.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。實驗數(shù)據(jù)采用s表示,組間兩兩比較采用t檢驗。P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
3.1 DZ對骨質(zhì)疏松模型小鼠血清鈣、血清磷含量的影響
與空白對照組比較,模型組小鼠血清鈣、血清磷含量增加(P<0.05);與模型組比較,各給藥組小鼠血清鈣、血清磷含量均不同程度地降低,除DZ-H組小鼠血清磷含量降低不顯著外,其余各組差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或P<0.01),結(jié)果見表1。
表1 各組小鼠血清鈣、血清磷含量測定結(jié)果(±s,n=10)Tab 1 The serum calcium and serum phosphorus content of mice in each group(±s,n=10)
表1 各組小鼠血清鈣、血清磷含量測定結(jié)果(±s,n=10)Tab 1 The serum calcium and serum phosphorus content of mice in each group(±s,n=10)
注:與空白對照組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01Note:vs.blank control group,*P<0.05;vs.model group,#P<0.05,##P<0.01
組別空白對照組模型組陽性對照組DZ-H組DZ-M組DZ-L組血清磷,mmol/L 2.778±0.756 3.663±0.895*2.778±0.399##3.173±0.771 3.034±0.707#2.977±0.562#劑量,g/kg 0.50 1.90 0.95 0.48血清鈣,mmol/L 1.964±0.305 2.439±0.674*1.994±0.254#1.984±0.368#1.998±0.182#2.031±0.125#
3.2 DZ對骨質(zhì)疏松模型小鼠體質(zhì)量及重要臟器指數(shù)的影響
與空白對照組比較,模型組小鼠體質(zhì)量、胸腺指數(shù)降低(P<0.05或P<0.01),肝指數(shù)和脾指數(shù)升高(P<0.05);與模型組比較,陽性對照組和DZ-M、DZ-L組小鼠胸腺指數(shù)升高(P<0.05或P<0.01),陽性對照組小鼠肝指數(shù)降低(P<0.05),結(jié)果見表2。
3.3 DZ對骨質(zhì)疏松模型小鼠股骨骨小梁的影響
與空白對照組比較,模型組小鼠股骨骨小梁面積百分比降低(P<0.01),骨小梁寬度和數(shù)目減少(P<0.01);與模型組比較,各給藥組上述指標(biāo)均得到不同程度改善,除DZ-L組小鼠股骨骨小梁面積百分比和骨小梁寬度變化不顯著外,其余各組上述指標(biāo)差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)。結(jié)果見圖1、表3。
3.4 DZ對骨質(zhì)疏松模型小鼠股骨計量學(xué)指標(biāo)的影響
表2 各組小鼠體質(zhì)量及胸、肝、脾指數(shù)測定結(jié)果(±s,n=12)Tab 2 The wight and thymus,liver and spleen indexes of mice in each group(±s,n=12)
表2 各組小鼠體質(zhì)量及胸、肝、脾指數(shù)測定結(jié)果(±s,n=12)Tab 2 The wight and thymus,liver and spleen indexes of mice in each group(±s,n=12)
注:與空白對照組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05Note:vs.blank control group,*P<0.05,**P<0.01;vs.model group,#P<0.05
組別空白對照組模型組陽性對照組DZ-H組DZ-M組DZ-L組劑量,g/kg 0.50 1.90 0.95 0.48體質(zhì)量,g 33.3±2.9 29.9±3.9*29.8±3.7 28.9±3.3 28.7±3.8 30.2±4.1脾指數(shù),mg/g 3.2±0.5 3.9±0.9*3.4±0.7 3.5±0.9 3.7±0.8 3.9±0.8胸腺指數(shù),mg/g 3.8±0.7 2.9±0.5**3.4±0.6#3.1±0.6 3.5±1.0#3.3±0.6#肝指數(shù),mg/g 43.5±4.0 47.8±4.3*43.9±6.1#44.9±5.6 46.6±4.6 48.6±5.5
圖1 各組小鼠股骨病理切片圖(HE染色,×100)Fig 1 Pathological sections of femour of mice in each group(HE staining,×100)
表3 各組小鼠股骨骨小梁面積百分比、骨小梁寬度及數(shù)目測定結(jié)果(±s,n=8)Tab 3 The area percentage,width and number of bone trabecula of femur of mice in each group(±s,n=8)
表3 各組小鼠股骨骨小梁面積百分比、骨小梁寬度及數(shù)目測定結(jié)果(±s,n=8)Tab 3 The area percentage,width and number of bone trabecula of femur of mice in each group(±s,n=8)
注:與空白對照組比較,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01Note:vs.blank control group,**P<0.01;vs.model group,#P<0.05,##P<0.01
組別空白對照組模型組陽性對照組DZ-H組DZ-M組DZ-L組骨小梁數(shù)目,個/mm 8.8±1.8 2.3±0.7**5.3±1.2##6.1±1.6##5.4±1.7##3.3±0.9#劑量,g/kg 0.50 1.90 0.95 0.48骨小梁面積百分比,% 31.8±8.1 5.1±1.4**17.9±7.1##20.7±9.8##15.8±6.1##5.1±1.7骨小梁寬度,μm 41.7±9.9 10.3±2.8**25.2±7.7##28.7±16.8##14.9±4.8#12.8±8.2
與空白對照組比較,模型組小鼠股骨濕質(zhì)量、干質(zhì)量降低(P<0.05或P<0.01),股骨直徑減少(P<0.05),股骨長度無顯著變化(P>0.05);與模型組比較,陽性對照組和DZ-M組小鼠股骨濕質(zhì)量增加(P<0.05),DZ-M組小鼠股骨干質(zhì)量和股骨直徑增加(P<0.05)。結(jié)果見
表4 。表4 各組小鼠股骨計量學(xué)指標(biāo)測定結(jié)果(±s,n=12)Tab 4 The metrology index of femur in mice in each group(±s,n=12)
表4 。表4 各組小鼠股骨計量學(xué)指標(biāo)測定結(jié)果(±s,n=12)Tab 4 The metrology index of femur in mice in each group(±s,n=12)
注:與空白對照組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05Note:vs.blank control group,*P<0.05,**P<0.01;vs.model group,#P<0.05
組別空白對照組模型組陽性對照組DZ-H組DZ-M組DZ-L組股骨直徑,mm 1.77±0.09 1.66±0.13*1.74±0.13 1.72±0.09 1.74±0.09#1.66±0.13劑量,g/kg 0.50 1.90 0.95 0.48股骨濕質(zhì)量,mg 56.0±5.9 48.5±6.4**54.0±8.0#50.5±5.5 54.2±7.7#49.8±5.5股骨干質(zhì)量,mg 36.2±6.5 30.8±4.6*33.5±6.0 33.2±6.6 35.1±6.1#32.3±5.4股骨長度,mm 13.3±0.5 13.1±0.4 13.3±0.6 13.3±0.8 13.2±0.5 13.4±0.6
骨質(zhì)疏松是一種骨代謝性疾病,表現(xiàn)為骨密度降低,骨礦元素含量減少,骨小梁變細、數(shù)目變少,骨脆性增加,骨折危險性加大等。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認為,骨質(zhì)疏松是機體在生理老化基礎(chǔ)上由遺傳及環(huán)境等多種因素共同作用的結(jié)果,骨質(zhì)疏松產(chǎn)生的主要原因是雌激素缺乏和鈣攝入量不足,以致骨吸收大于骨形成[7]。中醫(yī)學(xué)認為,骨質(zhì)疏松屬于中醫(yī)“骨痿”“骨痹”范疇,其發(fā)生首先當(dāng)責(zé)之于腎虛精虧,多采用補腎填精壯骨之法治療[8-9]。在進行維甲酸致骨質(zhì)疏松動物研究時,多選擇鈣劑、維生素D等作為陽性對照藥物,但也有研究者選擇中成藥(如仙靈骨葆膠囊)[10],且仙靈骨葆膠囊已成為臨床上治療骨質(zhì)疏松的重要中成藥。
小鼠按105 mg/kg劑量連續(xù)給予維甲酸14 d后,與空白對照組比較,模型組小鼠體質(zhì)量、胸腺指數(shù)顯著降低,這提示維甲酸對小鼠有一定的免疫抑制作用;股骨干、濕質(zhì)量均顯著減輕,股骨直徑顯著減少,這提示維甲酸對于小鼠骨生長具有明顯抑制作用;血清鈣、血清磷含量升高,這提示維甲酸可誘導(dǎo)骨代謝活躍、骨轉(zhuǎn)換率升高;股骨病理檢測發(fā)現(xiàn)模型組小鼠股骨骨小梁稀疏、變細、斷裂、排列紊亂,骨小梁面積百分比、寬度、數(shù)目均減少,這進一步表明其可抑制骨形成,最終導(dǎo)致骨質(zhì)疏松。給予DZ后,小鼠體質(zhì)量雖未見明顯恢復(fù),但重要臟器指數(shù)卻得到不同程度改善,股骨干、濕質(zhì)量及股骨直徑均增加,血清鈣、磷含量顯著降低,骨小梁面積百分比、寬度、數(shù)目均增加,這提示DZ能夠有效地增強免疫,促進骨生長趨于正常,抑制血鈣、血磷流失,促進骨鈣、骨磷吸收,對于骨質(zhì)疏松具有明顯的改善作用。
本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)DZ-H組小鼠的指標(biāo)變化不如中、低劑量組,其原因可能是高劑量組給藥劑量較大,藥物吸收不完全,或者是因劑量較大,藥物成分間相互影響所致。在實驗中,因每組均有個別血清樣本出現(xiàn)溶血或血量過少的情況,故每組均隨機選擇10個血液樣本進行血清鈣、磷的測定;病理檢測則每組隨機選擇8個樣本進行檢測。
綜上所述,DZ ig給藥后對維甲酸致小鼠實驗性骨質(zhì)疏松有明顯的改善作用,但其具體作用機制還有待進一步研究。
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Improvement Effect of Duzhong Zhuanggu Pills on Retinoic Acid-induced Osteoporosis in Mice
LIU Ming1,XUAN Zhenhua2,ZHANG Yongping2,LIU Yi2,LIU Li3,WANG Haiyang3(1.School of Basic Medicine,Guiyang University of Chinese Medicine,Guiyang 550025,China;2.School of Pharmacy,Guiyang University of Chinese Medicine,Guiyang 550025,China;3.Guiyang Dechangxiang Pharmaceutical Co.,Ltd.,Guiyang 550002,China)
OBJECTIVE:To investigate improvement effect of Duzhong zhuanggu(DZ)pills on retinoic acid-induced osteoporosis in mice.METHODS:72 KM mice were randomized into blank control group(normal saline),model group(normal saline),positive control group(Xianling gubao capsule,0.50 g/kg),DZ pills high-dose,medium-dose and low-dose groups(1.90,0.95,0.48 g/kg,DZ-H,DZ-M,DZ-L groups),with 12 mice in each group.Except for blank control group,other groups were given retinoic acid intragastrically to induce osteoporosis model,and given relevant medicine intragastrically once a day,for 14 days.After last administration,body weight of mice was determined;the blood sample was collected from eyeball to determine the contents of serum calcium and phosphor;liver,spleen and thymus gland were collected to determine organ index;left femur was collected to determine bone wet weight,bone dry weight,length and diameter;right femur was collected to determine the area percentage,width and number of bone trabecula.RESULTS:Compared with blank control group,the body weight of mice in model group were decreased;the contents of serum calcium and phosphorus were increased;liver indexes and spleen indexes were increased,while thymus indexes were decreased;bone wet weight,bone dry weight,length and diameter were decreased;area percentage,width and number of trabecular were decreased,with statistical significance(P<0.05 or P<0.01).Compared with model group,the contents of serum calcium were decreased in treatment groups,and the contents of serum phosphorus were decreased in positive control group,DZ-M and DZ-L groups.Thymus indexes were increased in positive control group,DZ-M and DZ-L groups,while liver indexes were decreased in positive control group;femur wet weight of positive control group as well as femur dry and wet weight,diameters of DZ-M were all increased.The percentage,width and number of bone trabecula were increased in positive control group,DZ-H and DZ-M group,and the number of bone trabecula was increased in DZ-L group,with statistical significance(P<0.05 or P<0.01).CONCLUSIONS:DZ pills have improvement effect on osteoporosis induced by retinoic acid in mice.
Duzhong zhuanggu pills;Retinoic acid;Osteoporosis model;Mice;Metrology index of femur
R285.5
A
1001-0408(2017)01-0035-04DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.01.09
2016-07-04
2016-10-16)
(編輯:林 靜)
貴州省科技計劃子課題(No.黔科合重大專項字〔2012〕6009號)
*副教授,博士。研究方向:中藥、民族藥防治心腦血管疾病藥理。電話:0851-88308013。E-mail:393617518@qq.com
#通信作者:教授。研究方向:中藥新制劑。E-mail:642055255 @qq.com