骨质疏松与椎间盘退变均以老龄人口为高发人群，尤其是绝经后女性。目前关于骨量丢失与椎间盘退变的关系尚有争议，许多研究表明，骨关节退变（OA）和骨质疏松症（OP）之间在四肢骨和脊柱主要存在负相关，Miyakoshi等通过骨密度检测及椎间盘半定量评分发现绝经后女性腰椎和股骨颈的骨密度与脊椎病的发生呈正相关性，Harada等的研究亦发现全身骨密度和腰椎骨密度均与椎间盘面积呈负相关性而与膨出率呈正相关性，并据此提出绝经后骨质疏松患者椎间盘退变程度更轻。然而另有研究发现骨量丢失明显的绝经后女性椎间盘退变程度也更为严重，腕部骨密度下降的程度与椎间盘退变呈正相关，椎体骨量丢失很可能是椎间盘退变的病因之一，国内一项类似研究表明，除椎间盘膨出病例外，其余椎间盘突出，椎间盘脱出及椎管狭窄的构成比随骨质疏松程度加重而高，骨质疏松严重程度与脊椎退行性病变临床表现密切相关，提示临床上治疗腰椎退行变的同时，应积极治疗骨质疏松，才能有效的提高临床疗效。　　 椎间盘退变的病理特征为软骨终板、髓核、纤维环的组成成分的改变，进而引起其生物力学性能的改变，并很可能最终导致软骨终板或纤维环破裂进而发生椎间盘突出。作为椎间盘的毗邻结构，椎体骨量和微观结构的变化不仅会影响椎体本身的生物力学性能，也同时改变了椎间盘组织的生物力学环境，因此，去卵巢大鼠因为雌激素衰退导致骨转换水平增高，骨吸收大于骨形成从而发生骨质疏松，也会在降低椎体骨量的基础上改变椎间盘的生物力学环境。另外，软骨终板作为椎间盘与椎体的分界组织，其组织学病理改变比如钙化不仅可直接影响椎间盘的营养供应，也会引起椎间盘生物力学环境的改变进一步加速椎间盘退变的进程。　　 椎间盘基质成分合成和降解的失衡是其主要病理进程之一，基质金属蛋白酶-3（MMP-3）作为基质金属蛋白酶家族成员之一，是主要的细胞外基质降解酶，基质金属蛋白酶组织抑制因子-1（TIMP-1）作为MMP-3的拮抗因子，与MMP-3共同参与调节多种细胞外基质的合成与降解，也因此与多种退行性疾病包括椎间盘退行性变的发生发展密切相关，二者活性和功能的平衡状态的改变是椎间盘退变的病理因素之一。　　 降钙素（CT）作为骨吸收抑制剂，可有效防治绝经后骨质疏松，也表现出了一定的保护软骨的作用，但其是否有抑制椎间盘退变的作用罕见报道。鉴于骨质疏松与椎间盘退变的关系尚存争议，而降钙素能否通过抑制骨吸收而延缓椎间盘的退变有待深入研究，因此本系列研究在验证去卵巢大鼠骨量丢失与其椎间盘退变关系的基础上，通过药物干预进一步探讨降钙素对去卵巢大鼠椎体骨量丢失及椎间盘退变的保护作用，并通过观察椎体骨转换水平、微观结构、软骨终板的组织学病理改变以及椎间盘组织中MMP-3及TIMP-1的表达的变化进一步明确其作用机制。　　 第一部分去势大鼠椎体骨量丢失与椎间盘退变关系的实验研究　　 骨质疏松症是以骨量减少、骨的微观结构退化，致使骨脆性增加而易于发生骨折的一种全身性骨骼疾病。雌激素缺乏导致的高骨转换最终会引起椎体骨量下降及微观结构的退变，从而导致其力学性能的改变，同时作为椎间盘主要营养通路，软骨终板也可能因高骨转换发生硬化而影响椎间盘营养供应。虽然绝经后骨质疏松女性患者是否有更高的伴发椎间盘退变的几率尚存争议，但多数实验支持椎体骨量丢失与椎间盘退变的发生呈正相关，而椎体骨量的丢失和骨微观结构的退变，以及其生物力学性能的改变是否是椎间盘退变的病理因素之一，都有待研究证实。去卵巢大鼠是公认的应用最多的模拟人类绝经后骨质疏松的动物模型，本实验中也以此为研究对象。　　 目的:探讨去卵巢大鼠雌激素缺乏及椎体骨量丢失对其椎间盘的影响。　　 方法:选取3月龄雌性Sprague-Dawley（SD）大鼠30只，体重210±32g，随机分为三组：基础对照（BL）组10只，在试验开始时即处杀取材；卵巢切除（OVX）组10只，行双侧卵巢切除手术；假手术（Sham）组10只，行保留卵巢的对照手术。术后6个月处死大鼠，取腰椎L3-L5节段进行骨密度（BMD）检测后，制备脱钙石蜡切片，行HE染色，观察椎间盘（L3-L4，L4-L5）的病理学改变并根据组织学评分系统对腰椎间盘的退变（LVD）程度进行评分。　　 结论:去卵巢大鼠腰椎骨密度下降的同时，椎间盘发生退变，椎体骨量丢失及终板钙化进而改变椎间盘的生物力学环境和营养供应可能是椎间盘退变的病因之一。　　 第二部分降钙素对去势大鼠椎间盘退变预防作用的实验研究　　 椎间盘是脊柱的重要承载结构，因其仅有少量血液供应，营养极为有限，从而极易退变。有研究表明，当软骨终板承受高应力时可引起软骨钙化，进而减少椎间盘的营养供应，并最终导致椎间盘退变发生，去卵巢大鼠椎间盘退变可能与终板变薄、钙化进而影响了椎间盘的力学性能以及减少了椎间盘的营养供应有关。　　 降钙素是一种公认的骨吸收抑制剂，可有效防治绝经后骨质疏松，研究发现降钙素不仅可影响破骨细胞而且可以影响软骨细胞的代谢和功能，而降钙素能否通过改善椎间盘软骨终板的代谢和维持椎体骨量及其生物力学性能从而延缓或抑制骨质疏松大鼠椎间盘的退变？为明确这一问题，进行了本次动物实验研究。　　 目的:探讨降钙素对去卵巢大鼠椎间盘退变的预防作用。　　 方法:选取3月龄雌性SD大鼠30只，随机均分为3组，每组10只：假手术（Sham）组10只，行保留卵巢的对照手术；卵巢切除（OVX）组10只，行双侧卵巢切除手术；降钙素治疗（OVX+CT）组10只，行卵巢切除术后第二天开始隔日皮下注射鲑鱼降钙素（降钙素治疗组，组），每次16 IU/kg。OVX组和Sham组进行安慰剂治疗。所有大鼠于处死前10天和4天分别皮下注射四环素和钙黄绿素作为双荧光标记。6月后处死动物取腰椎进行骨密度（L3-L5）和骨组织形态计量学（L2）分析，完成骨密度测定后，L3-L5腰椎及椎间盘进行脱钙及常规石蜡包埋，行VG及番红“O”染色，观察椎间盘的病理学改变并根据组织学评分系统对腰椎间盘的退变（LVD）程度进行评分。　　 结论:CT可有效抑制去卵巢大鼠椎间盘退变，其机制可能与直接对软骨保护作用和维持椎体骨量及微观结构、抑制终板退变从而改善椎间盘的生物力学环境和营养供应的间接作用有关。　　 第三部分降钙素对去势大鼠椎间盘MMP-3、TIMP-1表达影响的实验研究　　 基质代谢失衡与椎间盘退变有密切关系，多种酶类和炎性介质参与细胞外基质的合成与降解代谢，包括基质金属蛋白酶（MMPs）和基质金属蛋白酶抑制剂（TIMPs）。研究表明，MMPs参与降解所有细胞外基质，在椎间盘软骨退变过程中发挥重要作用。MMP-3在细胞外基质成分的降解过程中起关键作用，其在椎间盘组织中的表达也一定程度上反映了椎间盘组织细胞的代谢状态。TIMPs是MMPs的特异性、内源性抑制因子。研究发现MMP-3和TIMP-1平衡状态的改变是椎间盘退变的因素之一，降钙素对去势大鼠椎间盘保护作用是否与影响MMP-3和TIMP-1在椎间盘组织中的表达水平从而调节椎间盘细胞外基质的降解与合成有关有待进一步的研究。　　 目的:通过观察降钙素干预后去势大鼠椎间盘退变程度及椎间盘组织中MMP-3和TIMP-1的表达水平的改变，进一步探讨降钙素预防去势大鼠椎间盘退变的作用机制。　　 方法:选取3月龄SD大鼠30只，210±32g，随机均分为3组，每组10只，20只大鼠进行双侧卵巢切除手术，10只大鼠进行保留卵巢的对照手术（对照组，Sham组）。一组卵巢切除组大鼠皮下注射鲑鱼降钙素20IU/kg/d治疗（降钙素治疗组，OVX+CT组），卵巢切除组（OVX组）和对照组进行安慰剂治疗。术后3个月处死所有大鼠，取L2-L4腰椎节段进行常规脱钙并制备石蜡切片，行VG染色观察椎间盘的病理学改变并根据组织学评分系统对腰椎间盘的退变（LVD）程度进行评分，免疫组化法观察各组椎间盘组织中MMP-3及TIMP-1的表达，采用Image pro plus软件检测积分光密度（IOD）。　　 结论:OVX大鼠大鼠椎间盘组织中MMP-3的表达显著增高，降钙素抑制骨质疏松大鼠椎间盘退变的作用可能与降低椎间盘软骨中MMP-3的表达有关。