骨性关节炎模型

一、骨性关节炎背景简介

骨性关节炎，也被称为退变性关节炎、老化性关节炎、增生性关节炎、骨关节炎或骨关节病，实际上是一种非感染性、无菌性退变性的骨关节疾病¹。其主要病理基础是关节骨头表面的关节软骨出现退变、磨损、不光滑，甚至软骨剥脱。同时，这会导致关节骨头周围长出骨刺，从而引发临床上的关节疼痛、肿胀、活动受限等症状

二、骨性关节炎模型简介

骨性关节炎模型是用于模拟和研究人类骨性关节炎（Osteoarthritis, OA）病理生理过程的重要工具。这些模型主要基于动物，如小鼠、大鼠、兔等，通过特定的方法（如手术、化学物质诱导等）来诱导产生与人类OA相似的病理变化。

三、骨性关节炎模型构建方法

3.1、实验动物、耗材

C57Black6/J小鼠，18–22 g，8周龄。

3.2、流程

麻醉小鼠，双侧后肢褪毛，准备无菌手术。在严重模型中，暴露右膝关节，切断髌韧带（PL）。然后，切断前/后交叉韧带（ACL/PCL）和内侧/外侧副韧带（MCL/LCL），使用外科显微镜和显微外科技术切除内侧/外侧半月板（MM/LM）。用生理盐水冲洗去除组织碎片后，关闭皮肤切口。在手术过程中，密切注意不要损伤关节软骨。对侧膝关节采用同一入路假手术，无韧带横断或半月板切除。在中度模型中，内囊切开后暴露膝关节，无PL横断；横断ACL并移除MM，缝合内囊切口并闭合皮肤。在轻度模型中，采用与中度模型相同的手术。

3.3、骨性关节炎模型备注

PL: 髌韧带；MM：内侧半月板；LM: 外侧半月板；MCL: 内侧副韧带；LCL：外侧副韧带；ACL：前交叉韧带；PCL：后交叉韧带。

四、模型鉴定

1、临床表现观察：

1.1、疼痛评估：观察动物是否出现关节疼痛的迹象，如步态异常、不愿活动或触摸关节时出现疼痛反应。

1.2、关节肿胀：检查关节是否出现肿胀、红肿等炎症表现。

2、影像学评估：

2.1、X线检查：shouxuande影像学评估方法，可显示关节间隙变窄、软骨下骨硬化、骨赘及骨囊肿形成等OA典型病理变化。

2.2、计算机断层扫描（CT）：用于评估OA动物模型的骨特征，特别是对于骨赘体积的精确计算。

2.3、磁共振成像（MRI）：在OA动物模型中，MRI检查可显示软骨、半月板、韧带和滑膜等组织病变，并可对骨结构及软骨组成物质进行量化分析。

3、组织学评估：

3.1、关节软骨和滑膜组织检查：通过组织切片和染色（如HE染色、Masson染色和番红固绿染色等）观察软骨结构变化、软骨细胞死亡、滑膜炎症等OA病理特征。

4、生化指标检测：

4.1、关节液和血清中的细胞因子检测：如肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白介素1β（IL-1β）等，这些细胞因子在OA的发病过程中起重要作用。

4.2、血清中抗氧化酶（如超氧化物歧化酶SOD）和氧化应激产物（如丙二醛MDA）的检测，可评估OA过程中的氧化应激状态。

5、行为学评估：

5.1、活动状态观察：记录动物的活动量、步态等，评估OA对动物活动能力的影响。

5.2、机械触诱发痛检测：使用特定工具（如电子Von Frey丝）刺激动物关节，观察其反应，评估疼痛敏感性。

6、分子生物学评估：

6.1、基因表达分析：通过RT-PCR、基因芯片等方法检测与OA相关的基因表达变化。

6.2、蛋白表达分析：通过Western Blot、免疫组化等方法检测与OA相关的蛋白表达变化。

五、小结

1、在选择模型时，应根据研究目的和实验条件进行综合考虑。

2、不同模型和方法的选择可能影响实验结果，因此需谨慎评估其适用性和局限性。

3、由于动物和人类在生理、病理等方面的差异，这些模型并不能完全准确地反映人类OA的病理生理过程。

六、参考文献

[1]关健斌,俞兴,刘涛等,腰椎关节突关节骨性关节炎动物模型的研究进展,医学综述,2022,19,3868-3872, R684.3

[2]李中华,钟进军,杨青等,落新妇苷通过抗炎和软骨基质降解对膝骨性关节炎小鼠的治疗作用研究,广西医科大学学报,2021,11,2115-2120, R684.3

[3]侯春福,韦嵩,陈志煌,王舒婷,经筋微创疗法对兔骨性关节炎模型细胞因子及滑膜的病理研究,华南国防医学杂志,2016,7,426-429, R684.3

[4] K A Staines, B Poulet,D N Wentworth,A A Pitsillides, The STR/ort mouse model of spontaneous osteoarthritis - an update, Osteoarthritis Cartilage. 2017 Jun;25(6):802-808. doi: 10.1016/j.joca.2016.12.014.

[5] Laura E Diamond,Tamara Grant,Scott D Uhlrich, Osteoarthritis year in review 2023: Biomechanics, Osteoarthritis Cartilage.2024 Feb;32(2):138-147. doi: 10.1016/j.joca.2023.11.015.