文献信息

山东第一医科大学第二附属医院放射科、首都医科大学中国医学研究院等单位的研究成果《The effects of simvastatin on the bone microstructure and mechanics of ovariectomized mice: a micro-CT and micro-finite element analysis study》（辛伐他汀对去卵巢小鼠骨微观结构和力学的影响：Micro CT和微有限元分析研究）在杂志《BMC Musculoskeletal Disorders》上发表。平生公司的离活一体CT（NEMO）在论文中提供了小鼠椎骨图像和定量分析。

该研究的通讯作者为秦健教授；第一作者是梁彦博。

文献摘要

背景：骨质疏松症是绝经后妇女的主要健康问题，辛伐他汀(Sim)对骨代谢的影响是有争议的。本研究旨在探讨辛伐他汀对去卵巢(OVX)小鼠骨微观结构和骨力学性能的影响。

方法：将24只8周龄雌性C57BL/6J小鼠随机分为OVX+Sim组、OVX组和对照组。术后8周，完全解剖L4椎骨，进行微计算机断层扫描(micro-CT)和微有限元分析(µFEA)。采用方差分析和LSD校正比较三组间的差异，并采用线性回归分析骨微观结构与力学性能之间的关系。

结果：OVX+Sim组骨体积分数、骨小梁数量、骨小梁连接密度、骨小梁组织矿物质密度显著高于OVX组(P<0.05)。通过µFEA检测的力学性能，OVX+Sim组的总变形、等效弹性应变和等效应力均低于OVX组(P<0.05)。在三组中，力学参数与骨体积分数和骨小梁骨密度显著相关。

结论：辛伐他汀在骨质疏松症的治疗中具有潜在的作用。本研究结果可以指导未来辛伐他汀的研究，并支持开发以辛伐他汀为基础的改善骨骼健康的治疗方法。

实验方法

动物准备

选取8周龄雌性C57BL/6J小鼠24只，随机分为3组，每组8只。8只小鼠行双侧卵巢切除术(OVX)，即OVX+Sim组。术后适应4周后，将辛伐他汀溶解于生理盐水中，以10 mg/kg /天的剂量灌胃小鼠，持续4周。8只小鼠(OVX组)行双侧卵巢切除术。其余8只小鼠(对照组)仅行背部切口，不切除卵巢。然后，OVX组和对照组小鼠在12周龄时接受等量的生理盐水作为安慰剂，持续4周。各组小鼠的生活环境和饲养条件相同。在整个实验期间，小鼠可以随意获得标准的食物颗粒和水。16周龄时，各组小鼠采用戊巴比妥钠(150 mg/kg)过度麻醉安乐死，完全取出L4椎骨。

Micro CT扫描

使用平生医疗(昆山)有限公司的NEMO微型CT(型号NMC100)检查L4椎骨的所有小梁骨。所有样品沿长轴垂直放置在样品舱中。使用的扫描设置如下:源电压为90kv;电流50µA;扫描时间10min;体素大小0.015×0.015×0.015 mm;投影数量4000个。扫描后，作者使用Avatar v1.6.5 (平生医疗科技有限公司)软件进行三维重建。感兴趣体积(VOI)。作者采用阈值分割、区域生长、形态学运算和布尔运算等分割算法，采用阈值为700提取软组织和骨髓相的矿化骨。根据显微CT扫描结果评估骨体积分数(BV/ TV)(%)、骨小梁厚度(Tb.Th)(mm)、骨小梁数量(Tb.N)(1/mm)、骨小梁间距(Tb.Sp) (mm)、结构模型指数(SMI)、骨小梁连接密度(connd)(1/mm3)、骨小梁组织矿物质密度(Tb.TMD) (g/cm3)。所有测量均由一名初级医师在一名高级医师的指导下进行。

实验结果

三组间在BV/TV、Tb.Th、Tb.N、Tb.Sp和Tb.TMD 指标组内差异显著 (P<0.05)。相比之下，三组间椎骨SMI组内差异无统计学意义(P>0.05)。其中，OVX+Sim组BV/TV、Tb.N、Conn.D和Tb.TMD显著增加。虽然没有显著差异,但与OVX组比较，OVX+Sim组有更多的Tb.Th和更少的Tb.Sp (表1)。有趣的是，OVX+Sim组的Tb.N、Conn.D显著高于对照组(P<0.05)。OVX+Sim组的SMI与对照组无显著差异(P>0.05)(表1)。此外，OVX组的BV/TV、Tb.Th、Tb.N和Tb.TMD与对照组相比均有显著降低 (表1)。此外，三维重建显示，OVX+Sim组的小梁密度明显高于对照组和OVX组(图3A和C)。

图1 所关注的体积为绿线内骨小梁的体积A.冠状像  B.矢状像  C.轴向像

表1. 三组骨微观结构参数比较