不同方法建立双足大鼠脊柱侧弯动物模型的特点比较

摘要

目的：特发性脊柱侧弯（idiopathic scoliosis）为一种脊柱三维度的畸形。其中包括冠状位、矢状位和轴位上的序列异常。罹患轻度的脊柱侧弯时，患者通常尚无明显的躯体畸形，没有明显的不适症状。然而较重的脊柱侧弯则会严重影响婴幼儿及青少年的生长发育。患儿脊柱发育异常，产生侧弯并最终使躯体变形。严重者可以影响心肺功能、甚至累及脊髓，造成瘫痪。轻度的脊柱侧弯可以通过临床观察；并通过姿势调整及佩戴支具给予曲度矫正。但是当特发性脊柱侧弯畸形对患者日常生活及工作产生影响后，需要通过手术置入椎弓根钉并进行撑开及加压复位操作进行矫正。并通过术后长期随访观察患者脊柱侧弯畸形矫正效果。需要指出的是，严重特发性脊柱侧弯畸形甚至需要多次手术进行矫正。特发性脊柱侧弯是危害青少年和儿童的常见疾病，关键是要早期发现、早期治疗。但是，国内外学者对于特发性脊柱侧弯的发病原因和病理学产生机制尚无明确定论。对于特发性脊柱侧弯的研究包括临床随访研究及动物学实验研究。其中，通过动物学实验建立特发性脊柱侧弯的动物模型是研究特发性脊柱侧弯发病过程的基础方法。国内外文献已经对各种特发性脊柱侧弯的动物模型进行了报道。学者们致力于特发性脊柱侧弯的病因学研究并为创建理想的动物模型进行了大量研究，包括鼠类、山羊、狗、兔、鸡、猪等动物在内进行实验并发表文献报道。然而目前尚无法建立理想的特发性脊柱侧弯动物模型。其中双足鼠类(bipedal rats)为常用的创建脊柱侧弯的实验动物。常用的方法包括为腹腔注射6-巯基嘌呤(6-mercaptopurine)方法；褪黑素(melatonin)拮抗法；肉毒毒素(botulinum toxin A)法。但是不同方法制作特发性脊柱侧弯鼠类动物模型的原理及效果尚存争议。本研究旨在探讨不同方法建立双足大鼠脊柱侧弯动物模型的机制特点及对临床及科研工作的指导意义。
　　方法：2015年7月～2015年12月，实验地点为河北医科大学动物实验中心。本实验研究完全符合动物伦理学要求。实验动物为SD大鼠，均由河北医科大学动物实验中心提供。首先，本实验研究选取40只已经脱离哺乳期的健康SD大鼠。将SD大鼠随机分为四组。并且在室温18℃至22℃；湿度40％RH-60%RH；光照12小时/天的条件下进行常规分笼饲养。通过手术完全切除SD大鼠的前肢及尾部。其中，空白对照组为10只SD大鼠，仅通过手术完全切除大鼠前肢及尾部；单纯制作SD双足大鼠的动物模型。同时，本研究设立了3个实验组。其中包括，6-巯基嘌呤组：10只SD大鼠，经手术完全切除大鼠前肢及尾部后在SD双足大鼠腹腔内注入6-巯基嘌呤（6-mercaptopurine，30mL/kg）。低褪黑素组：10只SD大鼠，手术完全切除大鼠前肢及尾部后给予腹腔内注入2-苯基-N-乙酰色胺（ luzindole，0.2mg/kg）。肉毒毒素组：10只SD大鼠，手术完全切除大鼠前肢及尾部后给予椎旁肌肉注射肉毒毒素(botulinum toxin A)。对四组实验动物手术前后的脊柱曲度指数（cobb角）、椎体高度变化情况及脊柱侧弯特点进行比较评估，并采用统计学方法进行对比分析。
　　结果：所有实验动物均存活至完成特发性脊柱侧弯建模实验。对所有实验动物进行脊柱曲度指数的测量发现：空白对照组未达到明显脊柱侧弯标准。同时，6-巯基嘌呤组、低褪黑素组、肉毒毒素组双足鼠均发生了脊柱侧弯。其中，6-巯基嘌呤组双足鼠cobb角为36.9±5.1度，低褪黑素组cobb角为25.5±3.2度,肉毒毒素组cobb角平均为16.6±3.6度。三组cobb角度数进行比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。对所有实验动物进行脊柱椎体高度的测量发现：与空白对照组进行比较，6-巯基嘌呤组双足鼠椎体高度丢失平均为5.6±1.9mm。低褪黑素组椎体高度增加平均为3.0±1.2mm。肉毒毒素组椎体高度丢失平均为1.6±0.5mm。三组椎体高度变化差异有统计学意义（P＜0.05）。
　　结论：本研究中采用不同方法均成功构建出双足鼠的脊柱侧弯模型。应用6-巯基嘌呤进行腹腔注射的方法可成功建立严重的脊柱侧弯模型。腹腔注射2-苯基-N-乙酰色胺证明低褪黑素效应可诱发脊柱侧弯。肉毒毒素可破坏椎旁肌纤维组织，证明椎旁肌生物力学平衡破坏是产生脊柱侧弯的原因之一，但造成的影响较小。

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

前言

材料与方法

1 一般资料

2 实验分组及手术方法

3 术后处理

4 影像学结果分析方法：

5 统计分析方法

结果

1 SD双足大鼠生物学行为

2 脊柱侧弯形成情况

3 椎体高度变化情况

附图

附表

讨论

1 神经源性损害对脊柱侧弯畸形产生及进展的影响

2 低褪黑素水平与脊柱侧弯畸形的关系

3 椎旁肌生物力学失衡影响脊柱侧弯的产生及进展

4 三种方法建立双足大鼠脊柱侧弯动物模型的特点及意义

结论

参考文献

综述: 双足及四足类动物脊柱韧带解剖学特点及研究进展

致谢

个人简历