骨質(zhì)疏松癥（OP）是一種以骨量降低、骨組織微結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致骨脆性增加、骨強(qiáng)度下降，易發(fā)生骨折為特征的全身性代謝骨病。骨質(zhì)疏松癥已被世界衛(wèi)生組織列為僅次于心血管疾病的第二大危害人類健康的疾病，被稱為“沉默的殺手”。相關(guān)研究報(bào)告顯示，中國(guó)是世界上骨質(zhì)疏松癥患者最多的國(guó)家，約有9000萬(wàn)人罹患此病，其發(fā)病率與年齡息息相關(guān)。OP的危害主要為易發(fā)骨折、骨質(zhì)疏松性骨折導(dǎo)致的殘疾、心肺功能障礙等，極大地影響老年人生活質(zhì)量。

圖1. OP的分類

動(dòng)物模型選擇選擇與骨質(zhì)疏松癥（OP）的分類

OP發(fā)病受多重因素影響，包括遺傳、激素、營(yíng)養(yǎng)、年齡、生活習(xí)慣及免疫學(xué)等。臨床常見(jiàn)的OP根據(jù)病因可分為原發(fā)性、繼發(fā)性兩大類[1]。而原發(fā)性O(shè)P是臨床最常見(jiàn)的類型（約占80%），又分為 Ⅰ 型高轉(zhuǎn)換型OP（以骨吸收增加為主，常見(jiàn)于絕經(jīng)后女性）、Ⅱ 型低轉(zhuǎn)換型OP（以骨形成減少為主，常見(jiàn)于老年人）以及特發(fā)性O(shè)P（包括青少年型）。

表1. Ⅰ型與Ⅱ型OP的特點(diǎn)[1]

常見(jiàn)的骨質(zhì)疏松癥OP模型構(gòu)建方式：

關(guān)于OP的研究（發(fā)病機(jī)制、藥物篩選、防治手段等）都離不開(kāi)動(dòng)物模型的構(gòu)建和應(yīng)用[2]。由于OP發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜、藥物作用機(jī)制與作用靶點(diǎn)不同，因此抗骨質(zhì)疏松癥藥物藥效學(xué)研究過(guò)程中動(dòng)物模型的選擇有所不同。

構(gòu)建骨質(zhì)疏松癥原則：

理想的OP模型至少需要符合以下幾點(diǎn)[3]:

一是簡(jiǎn)便，即建模方法簡(jiǎn)單，周期短，建模過(guò)程具有較強(qiáng)的可控性和可操作性;

二是經(jīng)濟(jì)，即建模費(fèi)用適中，可大批量應(yīng)用;

三是相似性好，能較好地模擬OP發(fā)生和發(fā)展的過(guò)程。

圖2. OP模型構(gòu)建方式

構(gòu)建骨質(zhì)疏松癥兩種方法：

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐探索，OP 研究中模式動(dòng)物種類繁多，造模方法可概括為誘導(dǎo)建模和基因工程建模兩類。

1、誘導(dǎo)建模

誘導(dǎo)建模根據(jù)誘導(dǎo)原理和方式的不同可分為手術(shù)誘導(dǎo)https://www.gempharmatech.com/produce/model/10.html（卵巢切除術(shù)、甲狀旁腺切除、松果體切除等）、藥物誘導(dǎo)（如維甲酸、糖皮質(zhì)激素等）、飲食誘導(dǎo)（如低鈣、磷、維生素D飲食等）、失用性誘導(dǎo)（如懸尾、固定等）等。

2、基因工程建模

基因工程動(dòng)物https://www.gempharmatech.com/technology/customization.html主要包括基因敲除模型（全身性敲除、條件性敲除）、基因過(guò)表達(dá)模型以及腺病毒轉(zhuǎn)染等方式構(gòu)建的其他模型[4]。

集萃藥康OP模型資源-代繁骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型小鼠品系種類：

集萃藥康深耕模式動(dòng)物領(lǐng)域多年，擁有豐富的模型構(gòu)建經(jīng)驗(yàn)，并自主建立了腫瘤、代謝、自免、神經(jīng)等藥理藥效平臺(tái)，可提供臨床前的體內(nèi)、外藥效評(píng)價(jià)服務(wù)。為助力骨質(zhì)疏松相關(guān)藥物研發(fā)，集萃藥康通過(guò)基因編輯、手術(shù)誘導(dǎo)等方式構(gòu)建了多種骨質(zhì)疏松OP模型https://www.gempharmatech.com/produce/model/221.html，滿足不同藥物評(píng)價(jià)需求。

1、基因編輯的自發(fā)OP模型

人體骨組織處于不斷重建中，成骨細(xì)胞骨形成與破骨細(xì)胞骨吸收之間的聯(lián)系是骨代謝平衡的必要條件，而骨保護(hù)素（OPG）/核因子κβ受體活化因子（RANK）/核因子κβ受體活化因子配體（RANKL）信號(hào)通路是成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞之間通訊的重要橋梁[5]。

RANKL（TNFSF11）是TNF超家族成員，參與免疫調(diào)節(jié)及骨代謝（形成/吸收），是破骨細(xì)胞分化及成熟的重要激活因子。RANKL通過(guò)與RANK結(jié)合在調(diào)控破骨細(xì)胞的形成及其在骨重建中發(fā)揮重要作用。而OPG通過(guò)與RANKL結(jié)合，阻斷RANK與RANKL結(jié)合，從而抑制骨吸收，維持骨代謝平衡[5-6]。因此，過(guò)表達(dá)RANKL或下調(diào)OPG水平可能會(huì)導(dǎo)致破骨細(xì)胞過(guò)度活化而出現(xiàn)OP。

圖3. OPG/RANK/RANKL在骨穩(wěn)態(tài)中的作用[7]

OPG/RANK/RANKL信號(hào)系統(tǒng)除調(diào)節(jié)骨代謝平衡外，也參與細(xì)胞增殖、血管硬化、腫瘤骨轉(zhuǎn)移、炎癥和骨免疫等多種生理生化過(guò)程[8]。因此，靶向OPG、RANKL等靶點(diǎn)開(kāi)發(fā)治療骨質(zhì)疏松及其他骨代謝疾病治療藥物具有重要意義。

集萃藥康采用BAC轉(zhuǎn)基因技術(shù)https://www.gempharmatech.com/produce/model/31.html制作了攜帶完整人類RANKL基因的B6-hRANKL轉(zhuǎn)基因小鼠模型https://www.gempharmatech.com/shop/detail/7411.html，可自發(fā)出現(xiàn)骨質(zhì)疏松癥狀。集萃藥康進(jìn)一步將B6-hRANKL-Tg轉(zhuǎn)基因小鼠與mOPG-KO小鼠配繁，獲得了B6-hRANKL-mOPG+/-模型，RANKL的過(guò)表達(dá)和OPG的下調(diào)使得該模型表現(xiàn)出更加嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松表型，可用于評(píng)價(jià)靶向人RANKL的抗骨質(zhì)疏松藥物的療效。

圖4. 基于B6-hRANKL-mOPG+/-小鼠的體內(nèi)藥效試驗(yàn)

Micro CT影像圖結(jié)果顯示：與野生型小鼠相比，B6-hRANKL-mOPG+/-小鼠的骨小梁數(shù)量減少，骨密度降低，抗人類RANKL抗體（Prolia / Denosumab）干預(yù)后，B6-hRANKL-mOPG+/-小鼠的骨小梁數(shù)量增多，骨密度增高，表型得到很好改善。

2、去卵巢法構(gòu)建OP模型

去卵巢造模法是將適齡雌鼠通過(guò)手術(shù)去勢(shì)，用于模擬人類女性絕經(jīng)后雌激素水平降低引發(fā)的骨質(zhì)疏松。雌激素是維持骨代謝平衡的重要物質(zhì)之一，可通過(guò)OPG/RANK/RANKL途徑直接作用于破骨細(xì)胞，促使破骨細(xì)胞凋亡、抑制破骨細(xì)胞分化、成熟，從而使骨吸收減少[9]。另外，雌激素通過(guò)改變轉(zhuǎn)錄因子的活性，調(diào)節(jié)自噬，減弱氧化應(yīng)激反應(yīng)，降低核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）活性，降低骨硬化蛋白，抑制成骨細(xì)胞凋亡并增加成骨細(xì)胞的存活時(shí)間，從而影響骨代謝。因此雌激素缺乏可引起骨代謝失衡，導(dǎo)致骨量減少或骨質(zhì)疏松[10]。去卵巢造模法可以降低雌鼠體內(nèi)雌激素水平，模擬女性絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松。一般，將小鼠卵巢摘除后正常飲食8~12周，即可建立骨質(zhì)疏松模型。

圖5. 卵巢切除的小鼠OP模型表型觀察

12周雌鼠摘除卵巢12周后的體重明顯高于假手術(shù)組，小鼠卵巢摘除后子宮的臟器系數(shù)顯著降低，骨密度顯著降低。取小鼠股骨進(jìn)行HE染色，結(jié)果顯示模型組相比于假手術(shù)組，大體上股骨骨組織的骨小梁邊緣粗糙，骨小梁間隙增大，骨小梁排列不齊且有斷點(diǎn)，骨髓腔內(nèi)空泡增多。

OP模型比較

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