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老鹳草素对家兔实验性骨质疏松骨折的治疗作用及机制研究

安宁 刘光 王艾云 潘杨进 张明 喻卓 陈鹏

安宁, 刘光, 王艾云, 潘杨进, 张明, 喻卓, 陈鹏. 老鹳草素对家兔实验性骨质疏松骨折的治疗作用及机制研究[J]. 昆明医科大学学报.
引用本文: 安宁, 刘光, 王艾云, 潘杨进, 张明, 喻卓, 陈鹏. 老鹳草素对家兔实验性骨质疏松骨折的治疗作用及机制研究[J]. 昆明医科大学学报.
Ning AN, Guang Liu, AiYun WANG, YangJin PAN, Ming ZHANG, Zhuo YU, Peng Chen. Therapeutic Effect and Mechanism of Geraniin on Experimental Osteoporotic Fracture in Rabbits[J]. Journal of Kunming Medical University.
Citation: Ning AN, Guang Liu, AiYun WANG, YangJin PAN, Ming ZHANG, Zhuo YU, Peng Chen. Therapeutic Effect and Mechanism of Geraniin on Experimental Osteoporotic Fracture in Rabbits[J]. Journal of Kunming Medical University.

老鹳草素对家兔实验性骨质疏松骨折的治疗作用及机制研究

基金项目: 国家自然科学基金(81860641); 昆明医科大学博士研究生创新基金(2021D05);云南省科技厅-昆明医科大学应用基础研究联合专项基金资助项目(202101AY070001-015);昆医联合专项(202101AY070001-020);云南省老年疾病临床医学研究中心专项资金(202102AA310069)
详细信息
    作者简介:

    安宁(1987~) ,女,云南昆明市人,主管药师,主要从事老年病药理学的研究

    安宁,刘光,王艾云,对本文有同等的贡献

    通讯作者:

    张明,E-mail:804107862@qq.com

    喻卓,E-mail:dr_yuzhuo@163.com

    陈鹏,E-mail:ynkmcp@gmail.com

  • 中图分类号: R956.1

Therapeutic Effect and Mechanism of Geraniin on Experimental Osteoporotic Fracture in Rabbits

  • 摘要:   目的  研究老鹳草素(geraniin)对家兔实验性骨质疏松骨折的治疗作用及其机制。  方法  将家兔随机分为假手术组、模型组、老鹳草素不同剂量组(20、10、5 mg/kg)和辛伐他汀组(5 mg/kg)。利用去势法和桡骨中段骨缺损构建家兔骨质疏松骨折(osteoporotic fracture,OPF)模型。采用骨密度仪检测家兔骨密度变化;采用X线影像和Micro CT检测家兔骨质疏松骨折愈合情况;采用骨强度仪检测骨生物力学变化;采用HE染色检测骨组织病理学变化;采用全自动生化分析仪和Elisa检测血清骨转换生化标志物和骨灰成分中钙盐和磷盐含量变化。  结果  老鹳草素显著提高OPF家兔股骨、脊柱及全身的骨密度(P < 0.01),改善骨髓腔通畅性与骨皮质连续性,增加了OPF家兔的骨体积/总体积、减少骨表面积/骨体积,并改善骨小梁结构的完整性,增加骨小梁数量及骨小梁厚度、缩小骨小梁间距。另外,老鹳草素提升了OPF家兔最大载荷、结构刚度和最大位移等生物力学指标,改善骨微结构。此外,老鹳草素显著升高OPF家兔血清中的钙(Ca2+)、磷(P)水平,降低碱性磷酸酶(ALP)、 抗酒石酸酸性磷酸酶(TRACP)、Ⅰ型胶原交联羧基末端肽(CTX-1)和尿脱氧吡啶啉(DPD)的水平(P < 0.01),增加骨灰中的钙盐、磷盐含量(P < 0.01)。  结论  老鹳草素能够有效促进骨质疏松骨折的愈合,改善骨微结构和生物力学性能,其作用机制可能与增加骨矿盐含量、调节骨代谢相关。
  • 图  1  老鹳草素的化学结构式

    Figure  1.  Chemical structure of geraniin

    图  2  去势法对家兔BMD的影响 [ ($\bar x \pm s $) ,n = 6 ]

    注:与假手术组比较,*P < 0.05。

    Figure  2.  Effect of castration on BMD in rabbits [ ($\bar x \pm s $) ,n = 6 ]

    图  3  老鹳草素对OPF家兔BMD的影响[ ($\bar x \pm s $) ,n = 6 ]

    注:与假手术组比较,**P < 0.01;与OPF模型组比较,#P < 0.05,##P < 0.01。

    Figure  3.  Effect of geraniin on BMD in OPF rabbits [ ($\bar x \pm s $) ,n = 6 ]

    图  4  药物干预 8周后家兔桡骨X线影像图

    A.假手术组;B.OPF模型组;C.老鹳草素20 mg/kg组;D.老鹳草素10 mg/kg组;E.老鹳草素5 mg/kg组;F.辛伐他汀5 mg/kg组

    Figure  4.  X-ray image of rabbit radius after 8 weeks of drug intervention

    图  5  药物干预 8周后对OPF家兔第四腰椎骨微结构参数的影响[ ($\bar x \pm s $) ,n = 6 ]

    A. 药物干预 8周后对OPF家兔第四腰椎骨微结构参数BV/TV的影响;B. 药物干预 8周后对OPF家兔第四腰椎骨微结构参数BS/BV的影响;C. 药物干预 8周后对OPF家兔第四腰椎骨微结构参数Tb.Th的影响;D. 药物干预 8周后对OPF家兔第四腰椎骨微结构参数Tb.Sp的影响;E. 药物干预 8周后对OPF家兔第四腰椎骨微结构参数Tb.N的影响注:与假手术组比较,**P < 0.01;与OPF模型组比较,#P < 0.05,##P < 0.01。

    Figure  5.  The effect of drug intervention on bone microstructure parameters of the fourth lumbar vertebra in OPF rabbits after 8 weeks [ ($\bar x \pm s $) ,n = 6 ]

    图  6  药物干预 8周后家兔第四腰椎Micro CT三维重建图

    A.手术组; B.OPF模型组; C.老鹳草素20 mg/kg; D.老鹳草素10 mg/kg; E.老鹳草素5 mg/kg; F.辛伐他汀5 mg/kg。

    Figure  6.  Micro CT three-dimensional reconstruction of the fourth lumbar spine of rabbits after 8 weeks of drug intervention

    图  7  老鹳草素对OPF家兔桡骨生物力学的影响[ ($\bar x \pm s $) ,n = 6 ]

    A.老鹳草素对OPF家兔桡骨最大载荷的影响;B.老鹳草素对OPF家兔桡骨结构刚度的影响;C.老鹳草素对OPF家兔桡骨最大位移的影响注:与假手术组比较,**P < 0.01;与OPF模型组比较,#P < 0.05。

    Figure  7.  Effects of geraniin on biomechanics of radius in OPF rabbits [ ($\bar x \pm s $) ,n = 6 ]

    图  8  药物干预 8周后家兔桡骨骨形态HE染色图(40×)

    A.假手术组; B.OPF模型组; C.老鹳草素20 mg/kg; D.老鹳草素10 mg/kg; E.老鹳草素5 mg/kg; F.辛伐他汀5 mg/kg

    Figure  8.  HE staining of rabbit radius bone morphology after 8 weeks of drug intervention ( 40×)

    图  9  药物干预 8周后家兔第三腰椎骨形态HE染色图(100×)

    A.假手术组;B.OPF模型组;C.老鹳草素20 mg/kg;D.老鹳草素10 mg/kg; E.老鹳草素5 mg/kg;F.辛伐他汀5 mg/kg

    Figure  9.  HE staining of the third lumbar vertebrae of rabbits after 8 weeks of drug intervention (100×)

    图  10  药物干预 8周后对OPF家兔血液生化指标的影响 [ ($\bar x \pm s $) ,n = 6 ]

    A.药物干预 8周后对OPF家兔血液中Ca2+的影响;B.药物干预 8周后对OPF家兔血液中P的影响;C.药物干预 8周后对OPF家兔血液中ALP的影响;D.药物干预 8周后对OPF家兔血液中TRACP的影响;E.药物干预 8周后对OPF家兔血液中CTX-1的影响;F.药物干预 8周后对OPF家兔血液中DPD的影响注:与假手术组比较,**P < 0.01;与模型组比较,#P<0.05,##P < 0.01。

    Figure  10.  Effects of drug intervention on blood biochemical indexes of OPF rabbits after 8 weeks of drug intervention [ ($\bar x \pm s $),n = 6 ]

    图  11  老鹳草素对OPF家兔骨钙、磷盐含量的影响 [ ($\bar x \pm s $) ,n = 6 ]

    A.老鹳草素对OPF家兔骨钙盐含量的影响;B.老鹳草素对OPF家兔骨磷盐含量的影响注:与假手术组比较,**P < 0.01;与模型组比较,#P < 0.05,##P < 0.01。

    Figure  11.  Effects of geraniin on bone calcium and phosphate contents in OPF rabbits [ ($\bar x \pm s $) ,n = 6 ]

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  • 收稿日期:  2024-04-25

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