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(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(jī)體

2、的多項(xiàng)生理過程，其中最吸引我們注意的是其負(fù)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(diǎn)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(jìn)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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(biāo)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(qiáng)。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?jǐn)?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(qiáng)。
　　5.甲苯胺藍(lán)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(xì)胞數(shù)量也多于WT小鼠，同時KO小鼠軟骨周的成骨細(xì)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(xì)胞數(shù)量、軟骨周成骨細(xì)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(xiàng)指標(biāo)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(biāo)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