王雨榕, 鄧 強, 李中鋒, 彭冉東, 李軍杰, 喬小萬
(1.甘肅省中醫(yī)藥研究院,甘肅 蘭州 730050;2.甘肅省中醫(yī)院,甘肅 蘭州 730050;3.甘肅中醫(yī)藥大學,甘肅 蘭州 730030)
骨質(zhì)疏松癥是老年性人群常見的疾病之一,嚴重影響老年人群的生活質(zhì)量,近年來研究發(fā)現(xiàn),中藥及復方制劑在治療骨質(zhì)疏松癥上有獨特的優(yōu)勢,具有良好的防治作用。目前,關于骨質(zhì)疏松癥的基礎研究已深入到分子生物學層面,但對于中醫(yī)藥相關作用機制仍缺乏報道。由于人類脾腎陽虛型骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生比較復雜,因此造模方法也多種多樣[1-2],本研究探討溫腎強骨丸防治脾腎陽虛型骨質(zhì)疏松癥大鼠的作用機制,以期為相關臨床應用提供依據(jù)。
1.1 動物 SPF級SD大鼠60只,雌性,體質(zhì)量(200±20)g,購自甘肅中醫(yī)藥大學SPF級實驗動物中心,實驗動物生產(chǎn)許可證號SCXK(甘)2015-0005,倫理審查號2019-035,喂養(yǎng)于甘肅中醫(yī)藥大學動物實驗中心(SPF級),給予普通大鼠顆粒飼料和高壓滅菌的自來水,環(huán)境溫度控制在4~18 ℃。光照、暗室時間均為7:00~19:00,相對濕度控制在45%~65%。
1.2 試劑與藥物 氫化可的松注射液(紫光古漢集團衡陽制藥有限公司,國藥準字H43021210);溫腎強骨丸(甘肅省中醫(yī)院,批號20180926);阿侖膦酸鈉(杭州默沙東制藥有限公司,國藥準字J20130085)。番瀉葉(甘肅省中醫(yī)院中藥藥房),制備為水煎液。水合氯醛(天津市大茂化學試劑廠,批號20181006);4%多聚甲醛溶液(武漢賽維爾生物科技有限公司,批號XS190201);甘藍、精煉豬油自備;蒸餾水、生理鹽水、苦味酸均由甘肅中醫(yī)藥大學實驗中心提供。
1.3 儀器 雙能X線骨密度檢測儀(美國GE公司);AG-X系列臺式電子萬能試驗機(日本島津公司);硬組織切片機(德國Leica公司)。
1.4 方法
1.4.1 造模 大鼠適應飼養(yǎng)后,隨機分為正常組、假手術組、模型組、西藥組及溫腎強骨丸高、中、低劑量組,除正常組外,其余各組大鼠參照文獻[3-4]報道的去勢(切除雌性大鼠雙側(cè)卵巢)+注射氫化可的松+番瀉葉灌胃+飲食失節(jié)+勞倦過度法進行造模。大鼠禁食12 h后腹腔注射10%水合氯醛(3 mL/kg),剔除兩側(cè)腹部皮毛,75%酒精消毒,在雙側(cè)肋下1~1.5 cm處縱向切開入腹,結(jié)扎雙側(cè)卵巢動脈,切除雙側(cè)卵巢及周圍脂肪,逐層縫合[5];假手術組只暴露雙側(cè)卵巢,不做切除,去勢術后第2天每天上午9時用番瀉葉水煎液灌胃,每只2 mL,正常組、假手術組大鼠給予等量生理鹽水灌胃,下午3時將大鼠置于38 ℃恒溫水浴中游泳至疲勞(疲勞標準為全身下沉至沒頸,不能堅持游泳),每只單日喂飼甘藍10 g,雙日喂飼精煉豬脂2 mL,正常組、假手術組大鼠予普通飼料,其間各組大鼠均自由飲水[6],術后1周開始肌肉注射氫化可的松注射液(2 mL/10 mg)5 mg/kg,假手術組大鼠肌注等量生理鹽水,每周4次。通過一般活動,包括活動度、毛發(fā)、爪甲顏色、大便質(zhì)地、飲食、飲水量等來評價脾腎陽虛證造模是否成功,骨密度、骨生物力學及椎體HE染色來評價骨質(zhì)疏松癥造模是否成功。
1.4.2 給藥 溫腎強骨丸高、中、低劑量組大鼠給藥劑量分別為1.72、0.86、0.43 g/kg,每天1次;正常組、模型對照組大鼠以等劑量生理鹽水灌胃;西藥組按人鼠等效劑量灌胃給予阿侖膦酸鈉,每周1次,每次6 mg/kg,持續(xù)8周。
1.5 指標檢測
1.5.1 一般狀態(tài) 包括大鼠形態(tài)、毛發(fā)色澤、爪甲顏色、活動度、飲食情況、糞便形態(tài)及次數(shù)。造模結(jié)束后,10%水合氯醛(3 mL/kg)腹腔注射麻醉大鼠,取左側(cè)股骨,剔除肌肉、筋膜等組織,生理鹽水紗布塊包裹,于-20 ℃冰箱中保存;取第5腰椎,剔除肌肉組織,于4%多聚甲醛溶液中保存。
1.5.2 骨密度 將大鼠麻醉后置于雙能X線骨密度儀下,檢測股骨、脊柱骨密度[7]。應用萬能材料試驗機進行股骨三點彎曲試驗,將凍存的大鼠左股骨自然解凍后置于AG-IS生物力學萬能試驗機上,設定跨距15 mm,加載速度10 mm/min,計算機記錄載荷變形曲線及最大載荷、彈性模量、斷裂點載荷[8-9]。將第5腰椎用10%EDTA溶液中脫鈣石蠟包埋,切片脫蠟后用蘇木精和伊紅(HE)染色,然后在光學顯微鏡下觀察拍照[10-12]。
2.1 一般狀態(tài) 在造模第6~8周,模型組大鼠出現(xiàn)了便溏、掉毛、喜扎堆、尾巴涼等脾腎陽虛癥狀,說明造模成功;溫腎強骨丸干預后第4~6周,與模型組比較,溫腎強骨丸組大鼠上述癥狀改善。
2.2 骨密度 與正常組比較,模型組大鼠股骨與脊柱骨密度均降低(P<0.05),說明造模成功;假手術組大鼠骨密度略有下降,但差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);與模型組比較,溫腎強骨丸組、西藥組大鼠股骨、脊柱骨密度均升高(P<0.05),見表1。
表1 各組大鼠股骨、脊柱骨密度比較
2.3 股骨三點彎曲骨生物力學 與正常組比較,模型組大鼠彈性模量、最大載荷、斷裂點載荷均下降(P<0.05),說明造模成功;與模型組比較,溫腎強骨丸高劑量組、西藥組大鼠彈性模量、最大載荷值、斷裂點載荷升高(P<0.05),而中、低劑量組彈性模量也升高(P<0.05),但最大載荷值、斷裂點載荷無明顯變化(P>0.05),見表2。
表2 各組大鼠股骨生物力學指標比較
2.4 椎體HE染色 正常組大鼠椎體骨組織呈粉紅色,椎體內(nèi)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為骨小梁;與正常組比較,模型組大鼠骨小梁密度減少、變窄,骨小梁間距增加;與模型組比較,溫腎強骨丸高劑量組大鼠骨小梁密度增加,骨小梁間距增寬,見圖1。
圖1 各組大鼠椎體HE染色(×200)
溫腎強骨丸為甘肅省中醫(yī)院脊柱骨二科經(jīng)驗方藥,由淫羊藿、骨碎補、枸杞子和丹參等7味中藥組成,具有溫腎強骨、活血通絡之功效,經(jīng)多年臨床運用,治療脾腎陽虛型骨質(zhì)疏松癥取得良好效果,因此,本實驗基于臨床療效觀察,來研究它對脾腎陽虛型骨質(zhì)疏松癥大鼠的防治作用,為臨床廣泛運用溫腎強骨丸提供實驗依據(jù)。
采取去勢(切除大鼠卵巢)+注射氫化可的松+番瀉葉灌胃+飲食失節(jié)+勞倦過度方法聯(lián)合造脾腎陽虛型骨質(zhì)疏松癥大鼠模型,將病癥相結(jié)合,更好模擬人類的發(fā)病機制。實驗結(jié)果顯示,溫腎強骨丸干預后能改善脾腎陽虛型大鼠的一般狀況,說明溫腎強骨丸能緩解脾腎陽虛型癥狀。模型組大鼠下肢及椎體骨量的流失,骨密度及骨生物力學均出現(xiàn)下降,并用溫腎強骨丸干預后,高劑量組骨密度及骨生物力學也增高,大鼠骨質(zhì)改善。大鼠一般狀態(tài)及活動的觀察,可與人類脾腎陽虛癥狀相對應。大鼠出現(xiàn)的癥狀與人類脾腎陽虛的臨床表現(xiàn)一致,則證明造模成功。通過骨質(zhì)疏松癥發(fā)病機制的研究,發(fā)現(xiàn)骨密度、骨生物力學及骨病理學觀察等均可反應骨組織的生長狀況[13-15]。將上述實驗室指標作為判斷大鼠骨質(zhì)疏松癥造模成功和干預結(jié)果的標準。HE染色可以直觀的反映出骨小梁的形態(tài)及間隔的變化,是骨組織形態(tài)學研究最重要的方法,能更好的反映大鼠骨質(zhì)疏松程度。實驗結(jié)果顯示溫腎強骨丸高劑量增加了椎體骨組織中骨小梁的厚度、增加了骨小梁之間的間距,使骨組織中骨小梁數(shù)量增加,改善骨組織質(zhì)量。
目前對于中醫(yī)證候的評價標準仍未統(tǒng)一,未來需要進一步進行實驗驗證[16-18]。本實驗采取復合多種造模方法,但干擾因素較多,需進一步簡化造模方法,以期制備更適合的動物模型。本研究通過動物實驗證實了溫腎強骨丸能明確改善脾腎陽虛型骨質(zhì)疏松大鼠的脾腎陽虛癥狀、骨密度以及骨生物力學,這表明它對脾腎陽虛型骨質(zhì)疏松有一定的防治作用,但是其藥動學仍需進一步研究,并且其作用機制不明確,未來可基于骨質(zhì)疏松癥發(fā)生的信號通路進一步深入研究它對骨代謝影響的作用機制,為將來溫腎強骨丸的廣泛臨床應用提供研究基礎,推動中藥靶向治療和個體化治療的發(fā)展。