CKIP-1基因在小鼠生長發(fā)育過程中對不同部位骨骨質(zhì)骨量影響的實驗研究.pdf

1、以骨質(zhì)疏松為代表的骨代謝性疾病影響著全世界范圍內(nèi)越來越多的人群，對患者的身心健康均產(chǎn)生了巨大的影響。隨著社會生活方式的改變，骨代謝性疾病患病人群的年齡組成也呈現(xiàn)出年輕化的趨勢。骨代謝性疾病的特點是骨形成和骨吸收動態(tài)平衡的破壞，因此對骨形成和骨吸收過程的調(diào)控是治療骨代謝性疾病的有效手段。雖然現(xiàn)在已有許多對于此方面的相關(guān)研究，但針對不同生長發(fā)育階段骨代謝過程的變化并未有系統(tǒng)的研究。CKIP-1基因是近幾年一個備受關(guān)注的遺傳因子，它參與了機體

2、的多項生理過程，其中最吸引我們注意的是其負調(diào)控骨形成的作用。目前針對CKIP-1基因在成骨方面的研究集中于其在某個特定時間點對某一種特定類型骨的形成的影響。所以本研究借助CKIP-1基因敲除小鼠模型，通過大體觀察、影像學(xué)、組織學(xué)和血清生化學(xué)檢測對不同生長發(fā)育階段的CKIP-1基因敲除小鼠的不同部位骨進行評估。
　　目的：
　　1.通過大體水平觀察、影像學(xué)和組織學(xué)評估CKIP-1基因在不同生長發(fā)育階段對小鼠整體骨質(zhì)以及對不同部

3、位骨的骨質(zhì)骨量的影響。
　　2.通過血清生化學(xué)評估CKIP-1基因在不同生長發(fā)育階段對小鼠整體骨代謝的影響。
　　方法：
　　1.選取1、3和6個月的同窩雄性WT（CKIP-1+/+）和KO（CKIP-1-/-）小鼠進行大體觀察，并取材股骨、椎骨和下頜骨，觀察并分析小鼠整體發(fā)育情況和骨質(zhì)生長發(fā)育情況。利用X線、Micro-CT和組織學(xué)染色等方法，測定1、3和6個月WT和KO小鼠的股骨、椎骨和下頜骨骨質(zhì)影像學(xué)圖像和骨相關(guān)

4、參數(shù)的差異，并觀察其在組織學(xué)形態(tài)方面的差異。
　　2.采集1、3和6個月WT和KO小鼠的血清，通過酶聯(lián)免疫吸附實驗檢測CKIP-1基因在不同生長發(fā)育階段對小鼠整體骨形成和骨吸收指標的影響。
　　結(jié)果：
　　1.大體觀察：WT和KO小鼠的體型在1到3個月有明顯的增長，而從3個月到6個月期間，其體型未見明顯改變，但體重均有上升。在1-6個月期間，WT和KO小鼠在活動和體態(tài)方面均表現(xiàn)正常，未見明顯差異。1月齡的WT和KO小鼠

5、體重?zé)o明顯差異。3月齡和6月齡的KO小鼠體重逐漸大于WT小鼠。KO小鼠下頜骨的骨質(zhì)與WT小鼠下頜骨骨質(zhì)相比，從1個月開始就顯的略微致密，且這種差異隨著小鼠年齡的增加愈發(fā)明顯。KO小鼠的椎骨和股骨與WT小鼠相比，在1個月時未見明顯的差異，但從3個月開始可觀察到KO小鼠的椎骨和股骨的骨形態(tài)體積和骨密度均大于WT小鼠。
　　2.X線掃描：在1月齡時，WT與KO小鼠的股骨和椎骨影像學(xué)表現(xiàn)無顯著差異，兩組間的下頜骨雖然在形態(tài)上沒有顯著性的差

6、異，但KO小鼠下頜骨的致密性更強。從3個月開始，KO小鼠三種骨的影像學(xué)表現(xiàn)與WT小鼠有明顯差異，KO小鼠骨阻射性明顯高于WT小鼠，且KO小鼠三種骨的形態(tài)結(jié)構(gòu)均大于WT小鼠。
　　3.Micro-CT掃描：通過三維重建圖像我們發(fā)現(xiàn)，1月齡WT和KO小鼠三種骨的骨小梁形態(tài)均沒有明顯的差異，但KO小鼠下頜骨的致密程度略微大于WT小鼠。從3個月開始，可以明顯的觀察到KO小鼠的骨小梁明顯比 WT小鼠致密，且KO小鼠的骨小梁數(shù)量、厚度也明顯大

7、于WT小鼠。1月齡WT和KO小鼠股骨和椎骨無論是骨體積分數(shù)（BV/TV）和特定骨表面面積（BS/BV），還是骨小梁厚度（Tb.Th）、骨小梁數(shù)量（Tb.N）和骨小梁分離度（Tb.Sp）均未見顯著性差異（P>0.05）。KO小鼠下頜骨感興趣域內(nèi)的骨松質(zhì)中，BV/TV、Tb.Th和Tb.N高于WT小鼠（P<0.05），而BS/BV和Tb.Sp低于WT小鼠（P<0.05）。6月齡KO小鼠股骨、椎骨和下頜骨的BV/TV、Tb.Th和Tb.N高于

8、WT小鼠（P<0.05），BS/BV和Tb.Sp低于WT小鼠（P<0.05）。
　　4.HE染色：1月齡WT與KO小鼠三種骨微觀結(jié)構(gòu)無明顯差異，但KO小鼠下頜骨的骨小梁較WT小鼠排列略顯緊密。3和6月齡KO小鼠三種骨骨小梁的形態(tài)與WT小鼠仍保持一致，但KO小鼠三種骨內(nèi)骨小梁的數(shù)量和粗度均大于WT小鼠。KO小鼠骨小梁排列也比WT小鼠的有序性更強。
　　5.甲苯胺藍染色：1月齡WT與KO小鼠三種骨的微觀結(jié)構(gòu)無明顯差異。3月齡KO

9、小鼠的三種骨內(nèi)成熟骨小梁數(shù)量明顯增多，骨小梁也更為粗壯，且成骨細胞數(shù)量也多于WT小鼠，同時KO小鼠軟骨周的成骨細胞、類骨組織和新生骨多于WT小鼠。6月齡KO小鼠骨內(nèi)微觀結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，但兩組間成骨細胞數(shù)量、軟骨周成骨細胞、類骨質(zhì)和新生骨的差異性小于3月齡小鼠。
　　6.酶聯(lián)免疫吸附檢測：1月齡WT和KO小鼠的各項指標均不存在顯著差異。從3月齡開始，KO小鼠的ALP、OCN、COLⅠ、PINP和PICP的值高于WT小鼠（P<0.05）

10、，但KO和WT小鼠CTX的值仍未體現(xiàn)出顯著性差異。6月齡組結(jié)果與3月齡組基本一致，KO小鼠的骨形成代謝指標高于WT小鼠（P<0.05），KO與WT小鼠的CTX值仍未見到明顯不同。
　　結(jié)論：
　　1.CKIP-1基因從出生到小鼠死亡的整個生長發(fā)育過程中并未對其正常的生理功能造成異常的影響。
　　2.影像學(xué)和組織學(xué)結(jié)果顯示，CKIP-1基因在1個月的發(fā)育早期僅對下頜骨骨質(zhì)骨量產(chǎn)生了影響，骨質(zhì)結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，骨量增加。在3個