前言
骨關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis, OA)是主要累及中老年人群的慢性退行性關(guān)節(jié)疾病,以進行性的關(guān)節(jié)軟骨退變、滑膜炎癥、軟骨下骨改變和骨贅形成為特征,常引發(fā)患者關(guān)節(jié)疼痛、僵直、功能障礙。異常應(yīng)力載荷、軟骨下骨病變、關(guān)節(jié)滑膜炎癥等多因素導(dǎo)致的OA關(guān)節(jié)軟骨進行性退變是OA病理改變的中心環(huán)節(jié)。目前構(gòu)建OA動物模型的方法通常有三種:①外科手術(shù)或創(chuàng)傷;②關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射藥物;③誘導(dǎo)自發(fā)性OA形成??捎?/span>于模型構(gòu)建的動物包括小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬、山羊、馬和小型豬等。
部分造模方法
使用動物:大鼠、家兔、犬、山羊
【造模機制】:
關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射化學(xué)類、酶類和激素類試劑引起包括軟骨細胞代謝紊亂、關(guān)節(jié)腔內(nèi)炎癥反應(yīng)、軟骨細胞毒性反應(yīng)等,誘導(dǎo)OA發(fā)生。
【造模方法】:
將3mg碘醋酸鹽注入大鼠關(guān)節(jié)腔29天后可觀察到關(guān)節(jié)軟骨降解。以4%木瓜蛋白酶0.3ml注入兔髖關(guān)節(jié)中,可獲得穩(wěn)定的退行性關(guān)節(jié)炎模型。
家兔顳頜關(guān)節(jié)內(nèi)注射0.3ml 1.6%木瓜蛋白酶溶液,1周后重復(fù)1次,注射后2周即可見軟骨退變、骨質(zhì)增生。膠原酶早期可引起兔膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)軟骨破壞及關(guān)節(jié)組織炎癥,晚期出現(xiàn)關(guān)節(jié)軟骨退化。
將糖酵解抑制劑單體碘醋酸注入Wistar大鼠膝關(guān)節(jié),1周內(nèi)軟骨細胞區(qū)域性變性壞死,在脛骨平臺和股骨髁處還可出現(xiàn)軟骨的全層性改變。維生素A、透明質(zhì)酸酶、軟骨碎片或異物、軟骨微粒、菲律賓菌素、腎上腺皮質(zhì)激素等注入動物關(guān)節(jié)腔內(nèi)也可導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨退變,形成OA模型。
【模型特點】:
關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射藥物誘導(dǎo)的OA 模型,主要表現(xiàn)為軟骨細胞死亡,關(guān)節(jié)軟骨斷裂,軟骨下骨暴露。
【模型評估和應(yīng)用】:
該類方法可有效應(yīng)用于研究OA中關(guān)節(jié)軟骨胞外基質(zhì)降解的發(fā)生機制,但 同樣存在局限性。如,碘醋酸鹽注射后往往引起軟骨細胞的大量壞死,然而在人類OA病程中軟骨細胞壞死現(xiàn)象并不明顯,軟骨細胞壞死和嚴重的炎癥反應(yīng)并不是導(dǎo)致人類OA病程進展的決定因素。 另一方面,注射木瓜蛋白酶無法引起關(guān)節(jié)完整性的長期進行性損傷。總之,該類方法提供了一種能較快展現(xiàn)軟骨降解的OA病理改變的動物模型,若要更大范圍的應(yīng)用還需要更多臨床研究的驗證。
參考文獻:
1.胡波,胡志俊,張有為,等.骨關(guān)節(jié)炎動物模型:人工誘導(dǎo)與動物自發(fā).中國組織工程研究與臨床康復(fù),2010 14 (33):6202-6205
2.Chang DG,Iverson EP,Schinagl RM,et al. Quantitation and localization of cartiiage degeneration following the induction of osteoaritis in the rabbit knee. Osteoaritis Cartilage, 1997,5 (5):357-372
3.Jimenez PA,Glasson SS,Trubetskoy OV,et al. pontaneous osteoarthritis in Dunkin Hartley guinea pigs: histologic, radiologic, and biochemical changes. Lab Anim Sci, 1997,47 (6):598-601
4.Kyostio-Moore S, Nambiar B, Hutto E, et al. STR/orl mice, a model for spontaneous osteoarthritis, exhibit elevated levels of both local and systemic inflammatory markers. Comp Med,2011,61 (4):346-355
5.Little CB, Zaki S. What constitutes an "animal model of osteoaritis"-the need for consensus? Osteoarthritis Cartilage, 2012,20 (4):261-267
6.Longo UG, Loppini M, Furno C, el al. Osteoa.rthritis: new insights in animal models. Open Orthop J, 2012, 6: 558-563
7.Muraoka T, Hagino H,Okano T,el al. Role of subchondral bone in osteoaritis development: a comparative study of two strains of guinea pigs with and without spontaneously occurring osteoaritis. Arthritis Rheum,2007,56(10): 3366-3374
8.Pelletier JP, Boileau C, Brunet J, et al. The inhibition of subchondral bone resorption in lhe early phase of experimental dog osteoarthritis by licofelone is a55ociated with a reduction in the synthesis of MMP-13 and cathepsinK. Bone,2004,34(3):527-538
9.Piekarski M,Hayami T, Zhuo Y, el al. Molecular changes in articular cartilage and subchondral bone in Lhe rat anterior cruciate ligament transection and meniscectomizecl models of osteoarthritis. BMC MuscuJoskelet Disord,2011, 12: 197-200
10.Pomonis JD, Bowel JM, Goushall SL,et al. Development and pharmacological characterization of a rat model of osteoarthritis pain. Pain, 2005, 114 (3):339-346
11.Rogart JN. Barrach HJ Chichester CO. ArticuJar collagen degradalioa in the Hulth-Telhag model of osteoaritis. Osteoarthritis Cartilage, 1999,7 (6):539-547
12.Teeple E,Jay GD,Elsaid KA,et al. Animal morlels of osteoarthritis:challenges of model selection and analysis.AAPS J,2013, 15 (2):438-446