基于基因修饰的骨质疏松小鼠模型的骨微结构分形分析研究

发布时间：2017-10-21 18:36

  本文关键词：基于基因修饰的骨质疏松小鼠模型的骨微结构分形分析研究

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【摘要】：实验目的：初步分析小鼠股骨及下颌骨骨微结构分形维数(FD)与骨质疏松的相关性,为分形分析在下颌骨疾病诊断中的临床运用提供实验依据。研究方法：以6周龄的1-α羟化酶敲除小鼠(1α(OH)ase-/-)、人成纤维细胞生长因子-23转基因小鼠(mFGF23)以及1α(OH)ase--/-mFGF23小鼠(统称为基因修饰小鼠)为骨质疏松模型,以同窝出生的野生型小鼠(WT)为正常对照,采集小鼠的股骨和下颌骨,采用HE染色、Von Kossa染色、总胶原组织化学染色、抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色,评估各类型小鼠的骨微结构变化；采用X-射线摄影、micro-CT扫描及三维重建评估小鼠的骨质疏松程度；利用Image J软件分别测量各组小鼠股骨和下颌骨X-射线影像和micro-CT扫描成像兴趣区域的分形维数值(FD),统计分析各组小鼠股骨和下颌骨的FD值差异,并分析X-射线影像和micro-CT扫描成像、下颌骨和股骨FD值的相关性。实验结果：(1)骨组织及骨微结构组织学结果显示,与同窝的WT小鼠相比,lα(OH)ase-/-、mFGF23及1α(OH)ase-/-mFGF23小鼠的股骨远端干骺端钙结节、成骨细胞明显减少,股骨远端软骨生长板宽度明显增加、胶原含量明显增加,皮质骨和小梁骨骨容量明显增大,破骨细胞面与骨面的比值明显增加,破骨细胞骨吸收明显；X-射线扫描结果显示,基因修饰小鼠的股骨和下颌骨骨长度及体积减少、骨密度明显下降,磨牙和切牙及下颌牙槽骨的射线透光度明显提高、牙髓腔明显宽大、根管明显变薄；micro-CT扫描及三维重建分析显示,皮质骨厚度、骨小梁的容量明显减少,下颌第一、第二磨牙的牙尖釉质磨耗明显增加；上述现象在1α(OH)ase-/-mFGF23小鼠中尤为突出；结果提示,基因修饰小鼠的骨质疏松模型构建成功。(2)分形分析结果显示：股骨头和股骨远端干骺端X片的FD值在基因修饰小鼠中明显增加,但股骨体未见差异；无论股骨远端骨骺还是干骺端,microCT片的FD值在基因修饰小鼠中也明显增加(p0.05或p0.01)；下颌骨X线FD分析显示,下颌骨升支的FD值在基因修饰小鼠中明显增高,而在牙槽骨中未见差异,但microCT片第一磨牙和第二磨牙根尖下方牙槽骨的FD值明显升高,第三磨牙各区域的FD值在各组间未见明显改变；上述结果的变化,与组织学和影像学的结果一致,提示FD值可以较好地反映骨质疏松状况,X线和microCT扫描影片皆可,股骨干骺端、下颌骨升支和牙槽骨是较合适的兴趣部位。(3)通过对股骨和下颌骨X片及microCT片FD值的相关性分析,结果发现：无论是股骨干骺端、还是下颌骨升支与牙槽骨,其X片的FD值与microCT片的FD值都呈现较好的相关性,相关系数(r)分别为0.518(p=0.039)和0.849(p=0.001)；下颌骨升支X片的FD值与股骨干骺端、microCT片牙槽骨与股骨干骺端的FD值也相关,相关系数(r)分别为0.541(p=0.049)和0.777(p=0.003),结果提示,分形分析可运用于下颌骨影像学的分析。结论：利用构建成功的基因修饰小鼠作为骨质疏松模型,通过分形分析,发现无论X线摄影片还是microCT扫描断层片,FD值都能较好地反映骨质疏松状况,股骨干骺端、下颌骨升支和牙槽骨皆是较合适的兴趣部位;下颌骨的FD与股骨高度相关,提示分形分析也可运用于下颌骨影像学的分析,经过优化,有望成为下颌骨疾病诊断的辅助手段。
【关键词】：基因修饰小鼠 骨质疏松 X-射线摄影 Micro-CT扫描 分形分析
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R782;R-332
【目录】：

• 前言5-7
• 中文搪要7-9
• Abstract9-12
• 综述 分形理论在骨微结构分析中的运用及研究进展12-24
• 参考文献19-24
• 引言24-29
• 材料与方法29-33
• 1.实验动物29
• 2.组织病理学分析29-30
• 2.1骨组织样本采集及处理29-30
• 2.2 HE染色试验30
• 2.3 VonKossa组织化学染色30
• 2.4 总胶原组织化学染色30
• 2.5 抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色30
• 3 X-射线摄影30-31
• 4 micro-CT扫描及三维重建31
• 5 分形维数(FD)分析31-32
• 5.1 兴趣区的选择31
• 5.2 FD值的测定31-32
• 6 统计分析32-33
• 结果33-49
• 1 模型小鼠股骨和下颌骨骨微结构的影像学和组织学鉴定33-36
• 1.1 影像学检查33-34
• 1.2 组织学检查34-36
• 2 模型小鼠股骨和下颌骨FD值的差异比较36-45
• 2.1 模型小鼠股骨X线平片的FD值差异比较36-38
• 2.2 模型小鼠股骨microCT断层片的FD值差异比较38-41
• 2.3 模型小鼠下颌骨X线摄影片的FD值差异比较41-43
• 2.4 模型小鼠下颌骨microCT断层片的FD值差异比较43-45
• 3 模型小鼠骨骼和下颌骨FD值的相关性分析45-49
• 3.1 模型小鼠骨质X片与microCT断层片FD值的相关性分析45-46
• 3.2 模型小鼠下颌骨和股骨FD值的相关性分析46-49
• 讨论49-54
• 结论54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-62
• 附录 攻读硕士学位期间已（待）发表的论文62-63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1074767