[发明专利]一种影响骨骼矿化作用药物的筛选系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种影响骨骼矿化作用药物的筛选系统，特别涉及一种钙黄绿素为染剂的骨骼矿化作用药物的筛选系统，属于药物筛选技术领域。

背景技术

由于科技文明的进步，男女平均年龄不断提高，老化的人口增加，使得骨质疏松症的患者逐渐增多。骨质疏松症为一种因骨质减少及骨密度降低使骨骼结构松散的疾病，患者骨骼脆弱易骨折。此类疾病常见于55岁以上的老年人及停经后的妇女，其原因为骨骼老化与停经后的妇女动情激素分泌停止，使得骨质大量流失。为了补充流失的骨质，多数人会摄取大量的钙质及维他命D，停经后的妇女会补充女性荷尔蒙(动情素和黄体素)，或是服用抑钙素抑制钙质流失。现今医学上常用的抗骨质疏松药物多为双磷酸盐类药物(如Alendronate,Ibandronate)，其功用大多数是抑制骨质流失(蚀骨细胞)的速率，但促进其再吸收的药物则相当稀少。因此，如何以快速有效的活体平台及方法来筛选治疗的药剂，就成为此研究上一重要的指标。

目前筛选抗骨质疏松药物的研究上，主要是利用(1)活体外细胞株(hMSCs)培养进行药物筛选分析，产生大量初步的结果。再利用(2)活体内啮齿类动物验证大量初步结果，但过程相当缓慢且耗费金钱，加上活体外细胞株验证并不能系统性地解释药物活性及毒性，啮齿类动物模型又无法快速地验证其结果，造成药物大量筛选一个很大的断层。

有鉴于以上研究平台及方法的不足，我们发展一个可大量快速筛选抗骨质疏松药物的模型，一来拥有活体外细胞株可快速筛选之优势，二来也具有整体性动物实验结果的可靠性特点。

斑马鱼(Daniorerio)是一种小型热带淡水鱼，属于鲤科，为一种完善的脊椎动物模型，胚胎可在体外发育生长，便于观察与操作。半透明的组织与相对较快的胚胎发展，使斑马鱼在研究型态及细胞生物学成为一个良好的生物模型。

斑马鱼与哺乳类一样，骨骼系统由软骨及硬骨所组成。在胚胎发育的过程中，硬骨的形成主要经由两种过程：软骨内骨化(intramembranous ossification)及膜内骨化(endochondralossification)(Olsen BR,Reginato AM,Wang W(2000)Bone development.Annu Rev Cell DevBiol 16:191-220)。软骨内骨化的过程为间质干细胞起始在软骨内骨骼上形成软骨，硬骨在软骨上形成，最后取代软骨；这类的骨头包括人类的四肢骨及鱼类的下颚骨及鳍条骨。膜内骨化形成于头骨大部分的扁平骨，其骨化过程中不经过形成软骨形成的阶段，直接分化为成骨细胞，分泌细胞外基质进行矿物化，最后形成硬骨。(Akiyama H,Kim JE,Nakashima K,BalmesG，Iwai N,et al.(2005)Osteo-chondroprogenitor cells are derived from Sox9 expressingprecursors.Proc Natl Acad Sci U S A 102:14665-14670)

斑马鱼与哺乳类的脊椎骨发育不同，在胚胎早期发育的过程中，哺乳类是经由软骨内骨化所形成，而斑马鱼是经由膜内骨化的方式形成，无须经由形成软骨骨架的过程，在受精后第七天便可发现脊索(notochord)上部分的骨头已经开始进行矿化作用，之后直接形成脊椎骨，所以可直接经由斑马鱼半透明之胚胎进行矿化作用的观察。