郭玉冬,王宸,魏波
(東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院骨科,江蘇南京 210009)
骨關(guān)節(jié)炎是常見(jiàn)的隨著年齡增加的退行性疾病之一[1]。隨著社會(huì)人口老齡化,其發(fā)病率逐年增高,嚴(yán)重危害人類(lèi)的健康,同時(shí)也對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成極大的負(fù)擔(dān)。骨關(guān)節(jié)炎動(dòng)物模型是研究骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病機(jī)制、危險(xiǎn)因素及其治療方法的重要手段。骨關(guān)節(jié)炎是一種慢性多因素疾?。?],其動(dòng)物模型的制作往往是通過(guò)模擬一種或數(shù)種致病因素誘發(fā)關(guān)節(jié)軟骨的退變來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此目前各種骨關(guān)節(jié)炎模型從模型動(dòng)物的選擇到模型的制作方法千變?nèi)f化。在本文中作者檢索目前常用的骨關(guān)節(jié)炎動(dòng)物模型制作方法,并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。
針對(duì)人類(lèi)疾病的研究,模型動(dòng)物的選擇要求二者具有同質(zhì)性:動(dòng)物模型能夠體現(xiàn)出該疾病的遺傳因素、自然病程、誘發(fā)因素、治療干預(yù),并且能夠用于科學(xué)研究。
在開(kāi)始一個(gè)骨關(guān)節(jié)炎動(dòng)物實(shí)驗(yàn)之前,選擇模型動(dòng)物需要考慮到以下的原則[3]:(1)基因的同質(zhì)性;(2)營(yíng)養(yǎng)和運(yùn)動(dòng)同質(zhì)性及可應(yīng)用性;(3)動(dòng)物的生存時(shí)間、疾病時(shí)間、發(fā)病年齡、發(fā)病率等;(4)匹配的對(duì)照群體的可獲得性;(5)解剖學(xué)及生理學(xué)特性,數(shù)量上:關(guān)節(jié)組織是否足夠研究?能否獲得足夠的關(guān)節(jié)液、關(guān)節(jié)滑膜;質(zhì)量上:與人類(lèi)組織的相似性,為負(fù)重關(guān)節(jié)或非負(fù)重關(guān)節(jié);(6)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)物來(lái)源充分、動(dòng)物是否易于控制;(7)費(fèi)用、倫理問(wèn)題。
目前用于骨關(guān)節(jié)炎研究的模型動(dòng)物品種繁多,各有利弊。主要種屬有嚙齒類(lèi)、家禽類(lèi)、哺乳類(lèi)以及靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物。嚙齒類(lèi):小鼠、大鼠、豚鼠;家禽類(lèi):雞、鴨、鵝等;哺乳類(lèi):家兔、狗、羊、豬等;靈長(zhǎng)類(lèi):猿猴、狒狒、恒河猴。以下為最常用的幾種動(dòng)物優(yōu)缺點(diǎn)的分析。
小鼠:成年小鼠體重20~50 g,壽命約2年,對(duì)毒性敏感,雄性相對(duì)于雌性更易發(fā)病。該動(dòng)物成本較小、飼養(yǎng)方便、易于獲取、重復(fù)性好、造模周期短,人類(lèi)和嚙齒類(lèi)動(dòng)物在解剖及生理學(xué)上相似,故有利于大規(guī)模進(jìn)行縱向臨床前研究。目前小鼠基因及可標(biāo)記基因已經(jīng)得到很好的注釋、翻譯,故可用于骨關(guān)節(jié)炎的基因表達(dá)、基因轉(zhuǎn)染、基因敲除等基礎(chǔ)研究。因其重復(fù)性好、易于獲取、造模周期短,可用于大規(guī)模藥物干預(yù)研究及治療藥物毒性研究。但是,小鼠跟人類(lèi)的基因譜差異較大,和人類(lèi)膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)環(huán)境有差異,從而不能完全模擬人類(lèi)骨關(guān)節(jié)炎。同時(shí)因小鼠關(guān)節(jié)較小,不利于關(guān)節(jié)內(nèi)手術(shù)干預(yù)(如交叉韌帶切除、關(guān)節(jié)腔注射等)。因與人類(lèi)疾病形態(tài)學(xué)上對(duì)照有限,每只動(dòng)物只有少量組織(如關(guān)節(jié)軟骨、關(guān)節(jié)滑膜)可用于研究,這就形成了它的使用局限性。
大鼠:成年SD大鼠體重300~400 g,壽命約3年,雄性比雌性易于發(fā)病,對(duì)性激素敏感,其優(yōu)點(diǎn)與小鼠相似,但費(fèi)用略高于小鼠。大鼠因終身保持骺軟骨也不容易自發(fā)形成骨關(guān)節(jié)炎。SD大鼠關(guān)節(jié)較大,可行關(guān)節(jié)腔注射、交叉韌帶切除等誘發(fā)骨關(guān)節(jié)炎。大鼠生存能力強(qiáng),抗感染能力強(qiáng),手術(shù)耐受性較好,目前廣泛用于實(shí)驗(yàn)室研究。
豚鼠:成年豚鼠體重400~700 g。Hartley豚鼠的膝關(guān)節(jié)是最常使用的自發(fā)性骨性關(guān)節(jié)炎模型[4]。
家兔:成年家兔體重1.5~2.5 kg,性格溫順,廣泛用于實(shí)驗(yàn)室研究。家兔因膝關(guān)節(jié)較大,可行關(guān)節(jié)內(nèi)操作,如內(nèi)半月板切除、交叉韌帶切斷等誘導(dǎo)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。Moskowitz等[5]將兔的部分半月板切除誘發(fā)骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生。但家兔手術(shù)耐受性較差,存活率不如大鼠。
大型動(dòng)物:如犬、羊、豬,費(fèi)用更加昂貴,需較大的飼養(yǎng)場(chǎng)地,由于藥理學(xué)研究需要大量動(dòng)物,故他們不適宜作藥理學(xué)研究模型。但是,他們相對(duì)于小動(dòng)物而言更適宜于軟骨的力學(xué)研究及細(xì)胞生物學(xué)研究。大型動(dòng)物可進(jìn)行關(guān)節(jié)腔內(nèi)手術(shù)操作,如李忠等[6]用小型豬在關(guān)節(jié)鏡下將內(nèi)側(cè)半月板切除來(lái)誘導(dǎo)骨關(guān)節(jié)炎獲得成功,該方法對(duì)關(guān)節(jié)損傷較小,這是小動(dòng)物所無(wú)法比擬的。
靈長(zhǎng)類(lèi):恒河猴從5歲開(kāi)始出現(xiàn)骨性關(guān)節(jié)炎實(shí)驗(yàn)室表現(xiàn),15年后可發(fā)展為臨床骨關(guān)節(jié)炎,這種關(guān)節(jié)炎在結(jié)構(gòu)、化學(xué)、生物力學(xué)上均與人類(lèi)相似[3]。由于時(shí)間的作用,這種模型特別適合研究關(guān)節(jié)軟骨的改變。由于關(guān)節(jié)軟骨組織及其分布在骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)展中相當(dāng)重要,這個(gè)動(dòng)物模型在評(píng)估這些改變方面就顯得相當(dāng)重要。由于恒河猴在生理上與人類(lèi)一致,該動(dòng)物模型對(duì)于證實(shí)系統(tǒng)因素的作用價(jià)值,如肥胖在關(guān)節(jié)退變中的地位,顯的相當(dāng)重要。因猴居住于熱帶并食素,揭示了自發(fā)性關(guān)節(jié)退變不依賴(lài)于人類(lèi)飲食習(xí)慣及溫度氣候。骨關(guān)節(jié)炎在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物均有發(fā)現(xiàn)。缺點(diǎn)是動(dòng)物來(lái)源較少,飼養(yǎng)昂貴。
骨關(guān)節(jié)炎的動(dòng)物模型大致可分為兩大類(lèi):自發(fā)性模型及試驗(yàn)誘導(dǎo)性模型。Arlet等[7]根據(jù)病理特點(diǎn)將試驗(yàn)誘導(dǎo)性模型又分為機(jī)械性及結(jié)構(gòu)性模型。機(jī)械性模型通過(guò)改變正常關(guān)節(jié)組織的生物機(jī)械力而誘導(dǎo)骨關(guān)節(jié)炎。結(jié)構(gòu)性關(guān)節(jié)炎通過(guò)物理、化學(xué)、內(nèi)分泌、生物力學(xué)或免疫學(xué)改變一個(gè)或多個(gè)關(guān)節(jié)組織。
不僅人類(lèi),其他動(dòng)物亦有可能自發(fā)形成關(guān)節(jié)炎。通常能用于研究的自發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎的動(dòng)物為實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)的小鼠、大鼠、豚鼠、狗,甚至于恒河猴。研究發(fā)現(xiàn)小鼠很少發(fā)生骨性關(guān)節(jié)炎,大鼠終身保持骺軟骨也是如此。然而,有學(xué)者在研究CD/BR大鼠踝關(guān)節(jié)時(shí)發(fā)現(xiàn),26個(gè)月的大鼠出現(xiàn)軟骨細(xì)胞壞死,軟骨纖維及軟骨下骨重塑[3]。其在組織學(xué)上特性與骨關(guān)節(jié)炎相似。這證明了老年大鼠對(duì)骨關(guān)節(jié)炎易感,然而,相對(duì)于人類(lèi)疾病而言,踝關(guān)節(jié)并不是一個(gè)關(guān)節(jié)炎好發(fā)部位。實(shí)驗(yàn)室廣泛使用C57B1、STR/IN和NZY/BL種株的小鼠,以及ICR和SAM-P/3DE小鼠的顳下頜關(guān)節(jié),該關(guān)節(jié)在動(dòng)物2個(gè)月大小時(shí)即可發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)軟骨表面超微結(jié)構(gòu)的改變,這與人類(lèi)骨關(guān)節(jié)炎早期表現(xiàn)相一致。目前小鼠的自發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎模型包括:STR/ort小鼠模型[8]、Ⅱ型前膠原基因缺陷小鼠模型(半胱氨酸取代519位精氨酸,Arg→Cys519)等。
最常使用的自發(fā)性骨性關(guān)節(jié)炎模型是Hartley豚鼠的膝關(guān)節(jié)[9]。雄性Hartly豚鼠軟骨降解以負(fù)重區(qū)軟骨組織學(xué)改變?yōu)橹?,這與人類(lèi)骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生發(fā)展相似,約3個(gè)月大的豚鼠體重達(dá)到700 g時(shí),其內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)可出現(xiàn)骨性關(guān)節(jié)炎表現(xiàn)。其組織學(xué)表現(xiàn)為軟骨表層不平整,軟骨細(xì)胞減少,膠原不同程度的溶解、斷裂及排列紊亂,軟骨中糖胺聚糖分布異常。de Bri等[10]和Bendele等[11]報(bào)道了不同年齡組的雄性Hartly豚鼠原發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎模型,在12及18個(gè)月年齡組可觀察到關(guān)節(jié)軟骨重度降解。同時(shí),Bendele等[12]發(fā)現(xiàn)給豚鼠節(jié)食,減輕其體重后,可降低豚鼠膝骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生率及減輕其發(fā)生骨性關(guān)節(jié)炎的嚴(yán)重程度。Knott等[13]發(fā)現(xiàn)給予豚鼠富含η-3多不飽和脂肪酸飲食10~30周后,可緩解骨關(guān)節(jié)炎易感動(dòng)物骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)展進(jìn)程。
分為關(guān)節(jié)不穩(wěn)模型及生物力學(xué)負(fù)重區(qū)移位模型。前者包括髕骨脫位和髕骨切除術(shù)、前交叉韌帶切除術(shù)、半月板切除術(shù)等。關(guān)節(jié)不穩(wěn)能夠避免嚴(yán)重的關(guān)節(jié)損傷而逐步地反映出所需的關(guān)節(jié)退變的過(guò)程。Pond等[14]在犬的膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶切除術(shù)及Moskowitz等[5]所制作的兔的部分半月板切除術(shù)達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)。Bendele等[15]發(fā)現(xiàn),半月板的撕裂較半月板切除更容易誘發(fā)骨關(guān)節(jié)炎。持續(xù)的關(guān)節(jié)不穩(wěn)可引起軟骨及關(guān)節(jié)下骨的侵蝕退變,這些與自發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎相似。研究表明去感覺(jué)神經(jīng)支配本身不能誘導(dǎo)關(guān)節(jié)退變,但失神經(jīng)支配可加速犬的前交叉韌帶模型的退變[3]。類(lèi)皮質(zhì)醇激素治療能減弱滑膜細(xì)胞、軟骨細(xì)胞和骨細(xì)胞的繁殖能力,促進(jìn)前交叉韌帶切斷的關(guān)節(jié)退變。
關(guān)節(jié)內(nèi)手術(shù)包括多種,最經(jīng)典的是Hult法。Hult法是目前經(jīng)典的骨關(guān)節(jié)炎模型制作方法。主要為麻醉后將動(dòng)物膝關(guān)節(jié)前后交叉韌帶及內(nèi)側(cè)副韌帶切斷,切除內(nèi)側(cè)半月板,術(shù)中避免損傷關(guān)節(jié)軟骨,術(shù)后不固定傷肢,動(dòng)物可自由活動(dòng)。此方法籍手術(shù)形成關(guān)節(jié)不穩(wěn)從而誘發(fā)骨關(guān)節(jié)炎,約術(shù)后3個(gè)月病理可觀察到關(guān)節(jié)軟骨破壞、龜裂。方銳等[16]研究發(fā)現(xiàn)該方法在兔的膝關(guān)節(jié)造模后6周為早期改變(滑膜充血、軟骨表明面不平整),8周為中期改變(軟骨細(xì)胞排列紊亂,基質(zhì)染色不均),12周為晚期改變(骨贅形成軟骨下骨暴露)。
在該方法的基礎(chǔ)上,出現(xiàn)了很多模型制作的新方法。如Armstrong等[17]保留交叉韌帶及內(nèi)側(cè)副韌帶,僅切除內(nèi)側(cè)半月板,半年后觀察到軟骨細(xì)胞肥大、邊緣骨贅形成等骨關(guān)節(jié)炎的表現(xiàn)。特別提出的是Appleton等[18]利用被動(dòng)活動(dòng)來(lái)加速關(guān)節(jié)不穩(wěn)的大鼠膝關(guān)節(jié)的退變。該試驗(yàn)通過(guò)前交叉韌帶切除制造雄性大鼠膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)模型,休息1周后再通過(guò)一個(gè)特殊的傳動(dòng)裝置訓(xùn)練大鼠行走,促使其被動(dòng)活動(dòng)(30 min·次-1,3次·周-1),最早約2周后發(fā)現(xiàn)大鼠膝關(guān)節(jié)軟骨退變、軟骨下骨改變及軟骨下骨丟失。故該作者認(rèn)為:該骨關(guān)節(jié)炎模型可用于人類(lèi)早期或晚期骨關(guān)節(jié)炎的研究,同時(shí)可通過(guò)調(diào)整被動(dòng)活動(dòng)的量來(lái)控制骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生發(fā)展的程度,有利于對(duì)該疾病做出進(jìn)一步的研究。亦有學(xué)者通過(guò)驅(qū)趕大鼠、使用跑步機(jī)等,使其被迫活動(dòng),促進(jìn)軟骨退變。Welch等[19]發(fā)現(xiàn)單純切除內(nèi)側(cè)半月板前角的大鼠膝關(guān)節(jié)在6周內(nèi)無(wú)明顯改變,12周后關(guān)節(jié)評(píng)分有顯著改變;而同時(shí)內(nèi)側(cè)半月板部分切除模型中,4周時(shí)即發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)評(píng)分顯著增加。其他的方法主要有:單純交叉韌帶橫斷術(shù)、單純內(nèi)側(cè)半月板切除術(shù)、內(nèi)側(cè)半月半部分切除術(shù)[20]、關(guān)節(jié)軟骨刻痕術(shù)(該方法直接損傷軟骨)[21]、髕骨脫位及髕韌帶切斷術(shù)等。
關(guān)節(jié)腔可注射多種藥物,通過(guò)破壞細(xì)胞外基質(zhì)或關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞來(lái)誘導(dǎo)骨關(guān)節(jié)炎。Muehleman等[22]將木瓜酶(Chymopapain)注入新西蘭大白兔膝關(guān)節(jié)通過(guò)破壞軟骨基質(zhì)來(lái)誘導(dǎo)軟骨退變。Kikuchi等[23]通過(guò)向兔膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)注入不同劑量的膠原酶來(lái)誘導(dǎo)關(guān)節(jié)軟骨退變。1周后出現(xiàn)組織炎性反應(yīng),約6周后組織學(xué)可以發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)軟骨及滑膜變性,這與膠原酶劑量呈正相關(guān)。Guzman 等[24]將 單 體 碘 乙 酸 (Monosodium iodoacetate,MIA)注入大鼠膝關(guān)節(jié),1周內(nèi)軟骨細(xì)胞出現(xiàn)變性壞死,部分出現(xiàn)軟骨全層性改變。Beyreuther等[25]復(fù)制該模型時(shí)(50 μl,3 mg MIA)發(fā)現(xiàn) 5 d 后大鼠膝關(guān)節(jié)出現(xiàn)炎癥反應(yīng)。石輝等[26]向兔關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射尿激酶誘導(dǎo)骨關(guān)節(jié)炎,發(fā)現(xiàn)12周后模型符合骨關(guān)節(jié)炎組織病理學(xué)改變。鄧宇等[27]分別向兔膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)注入二型膠原酶0.5 ml(2 mg)及木瓜酶0.3 ml(4.8 mg)誘導(dǎo)骨關(guān)節(jié)炎模型,其結(jié)論是關(guān)節(jié)腔內(nèi)分別注射二種蛋白酶均可成功建立骨關(guān)節(jié)炎動(dòng)物模型,低劑量的膠原酶比稍高劑量的木瓜酶更能導(dǎo)致嚴(yán)重的軟骨退變。
關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射藥物可分為化學(xué)類(lèi)、酶類(lèi)、激素類(lèi)等[3]?;瘜W(xué)類(lèi)包括鋨酸、塞替派、秋水仙堿、氮芥、碘醋酸鹽、蛋白變性劑(甲醛)。酶類(lèi)包括木瓜酶、胰蛋白酶、透明質(zhì)酸酶、膠原酶,尿激酶等。激素類(lèi)包括催產(chǎn)素、腎上腺皮質(zhì)激素。其他如細(xì)菌、酵母多糖、白細(xì)胞介素-1、腫瘤壞死因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β2。
2.2.3.1 卵巢切除術(shù) 該方法運(yùn)用由雌激素的缺乏所致骨關(guān)節(jié)炎的原理,模擬絕經(jīng)后骨關(guān)節(jié)炎,該模型可用于研究雌激素及其類(lèi)似物對(duì)關(guān)節(jié)軟骨的保護(hù)作用。Hoegh-Andersen等[28]將7個(gè)月大的SP-D大鼠卵巢切除,術(shù)后9周可發(fā)現(xiàn)輕度的膝關(guān)節(jié)軟骨退變,再過(guò)6周卻沒(méi)有進(jìn)一步的退變。作者還發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)軟骨退變的同時(shí)有一過(guò)性的尿CTX-2增加。暫時(shí)的退變是因?yàn)轶w重增加還是因?yàn)榇萍に厥荏w減少所致,目前尚不明確。選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑可用于骨關(guān)節(jié)炎的早期研究,因時(shí)間短、操作容易,特別適用于絕經(jīng)后骨關(guān)節(jié)炎的研究。Bellido等[29]通過(guò)切除母兔卵巢同時(shí)肌肉注射加潑尼龍4周構(gòu)建骨質(zhì)疏松模型,第7周行膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)副韌帶切開(kāi)并切斷交叉韌帶構(gòu)建骨關(guān)節(jié)炎模型,第22周取樣觀察軟骨下骨的微結(jié)構(gòu)的損傷情況,發(fā)現(xiàn)骨質(zhì)疏松能加重骨關(guān)節(jié)炎軟骨下骨微結(jié)構(gòu)的損傷,他們認(rèn)為早期骨關(guān)節(jié)炎與骨質(zhì)疏松共存時(shí),加重軟骨下骨的重吸收,促使關(guān)節(jié)軟骨的破壞加重。
2.2.3.2 臀肌切斷術(shù) 白希壯等[30]通過(guò)選擇性切斷動(dòng)物臀肌誘導(dǎo)髖關(guān)節(jié)發(fā)生骨性關(guān)節(jié)炎。結(jié)果顯示術(shù)后12周軟骨細(xì)胞增生,軟骨表面膠原纖維變粗、紊亂、同時(shí)出現(xiàn)糜爛及潰瘍,與早期骨關(guān)節(jié)炎表相一致。該方法主要通過(guò)改變關(guān)節(jié)的生物力學(xué)環(huán)境促使骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生,因手術(shù)部位遠(yuǎn)離關(guān)節(jié),避免了手術(shù)所致關(guān)節(jié)創(chuàng)傷及血腫刺激的炎癥反應(yīng),為研究骨關(guān)節(jié)炎提供了一個(gè)良好的模型。
2.2.3.3 關(guān)節(jié)固定法 Evans等[31]最早發(fā)現(xiàn)在家兔關(guān)節(jié)制動(dòng)60 d后出現(xiàn)軟骨不可逆性退變。Okazaki等[32]發(fā)現(xiàn)家兔伸直位固定膝關(guān)節(jié)后,約1~2周即可出現(xiàn)關(guān)節(jié)軟骨退變,同時(shí)發(fā)現(xiàn)p53 mRNA在此過(guò)程中發(fā)揮重要作用。該模型主要是用石膏固定動(dòng)物下肢關(guān)節(jié),不論是屈曲位、伸直位還是中立位,均可誘發(fā)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生,其原理可能為通過(guò)改變軟骨的生物力學(xué)環(huán)節(jié),促使軟骨退變。尚平等[33]發(fā)現(xiàn)新西蘭大白兔膝關(guān)節(jié)過(guò)伸位固定較過(guò)屈位固定更易誘發(fā)骨關(guān)節(jié)炎,但兩者無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,同時(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)屈位固定方法簡(jiǎn)便易行、固定牢固、家兔適用性好、成功幾率較高。
2.2.3.4 其他關(guān)節(jié)外模型 孫剛等[34]通過(guò)阻斷家兔股靜脈及臀下靜脈回流,造成膝關(guān)節(jié)骨內(nèi)靜脈壓力增高,在術(shù)后8周可觀察到骨關(guān)節(jié)炎改變。該方法可避免關(guān)節(jié)內(nèi)手術(shù),但造模時(shí)間較長(zhǎng),若聯(lián)合使用關(guān)節(jié)固定法,約術(shù)后35 d出現(xiàn)骨關(guān)節(jié)炎改變。劉蜀彬等[35]將兔股骨干骺端髓內(nèi)血供破壞誘導(dǎo)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。賀文楠等[36]通過(guò)結(jié)扎股靜脈并切斷腓腸肌內(nèi)外側(cè)頭制造兔的膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎,發(fā)現(xiàn)4周后出現(xiàn)軟骨破壞。
骨關(guān)節(jié)炎模型的鑒定主要以基因?qū)W、形態(tài)學(xué)、組織病理學(xué)、生物化學(xué)方面為主?;?qū)W鑒定可通過(guò)DNA指紋分析(fingerprinting)[37]。為了在肉眼所見(jiàn)損傷之前評(píng)估該模型[3],有二種技術(shù)可以應(yīng)用:(1)解析MRI及組織影像分析[38]。MRI不僅能確定損失的關(guān)節(jié)軟組織及軟骨體積,還能評(píng)估關(guān)節(jié)軟骨中的含水量。組織學(xué)影像分析技術(shù)在數(shù)量上能更精細(xì)地確定關(guān)節(jié)內(nèi)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)成分的局部解剖關(guān)系。Mohammad等[39]研究表明MRI能夠發(fā)現(xiàn)早期骨關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)軟骨丟失和半月板退變,MRI可通過(guò)測(cè)量關(guān)節(jié)軟骨厚度的改變而成為骨關(guān)節(jié)炎早期診斷的一種非侵入方式。(2)共焦顯微鏡的應(yīng)用能提供關(guān)節(jié)組織結(jié)構(gòu)的三維重建,為顯示小的結(jié)構(gòu)組成、酶、示蹤因子的分布提供了可能。共焦顯微鏡在動(dòng)物模型的血清及滑膜液中尋找軟骨骨關(guān)節(jié)炎活動(dòng)及損傷相關(guān)標(biāo)記物開(kāi)始嶄露頭角。但在尋求血清及關(guān)節(jié)液標(biāo)記作為臨床上評(píng)估骨性關(guān)節(jié)炎程度方面卻沒(méi)用達(dá)到預(yù)期效果。Umemoto等[40]發(fā)現(xiàn)通過(guò)用18F-氟化物(2.5 MBq·kg-1)靜脈注射后行正電子成像術(shù)(PET)可用于發(fā)現(xiàn)早期骨關(guān)節(jié)炎改變。其試驗(yàn)證實(shí):對(duì)于大鼠前交叉韌帶切斷模型,2周后可發(fā)現(xiàn)脛骨、股骨內(nèi)側(cè)有核素濃聚;4周后股骨內(nèi)側(cè)、脛骨內(nèi)外側(cè)均有核素濃聚;8周后所有的關(guān)節(jié)周?chē)l(fā)現(xiàn)核素濃聚。
隨著人類(lèi)生活水平的提高,壽命逐漸延長(zhǎng),骨性關(guān)節(jié)炎發(fā)病率也逐漸增加。目前對(duì)于骨性關(guān)節(jié)炎的病因及治療并未徹底明確,對(duì)于該疾病的研究仍然需花費(fèi)我們大量的精力。對(duì)于該疾病的病因?qū)W研究,主要以自發(fā)性小鼠模型為主,因其基因已被人類(lèi)很好的注釋?zhuān)捎谥荒塬@取少量組織學(xué)標(biāo)本,不利于對(duì)其進(jìn)行組織學(xué)的研究。而對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)骨性關(guān)節(jié)炎表現(xiàn)的治療研究,可用各種關(guān)節(jié)誘導(dǎo)模型,學(xué)者們采用最多的是手術(shù)制作的關(guān)節(jié)不穩(wěn)模型。這些模型可選擇大型動(dòng)物,如犬類(lèi)、豬等,有利于我們獲取大量組織標(biāo)本用于研究,但造模時(shí)間較長(zhǎng),花費(fèi)較多。
目前尚沒(méi)有一種完美的動(dòng)物模型,需要進(jìn)一步探索及開(kāi)發(fā)最好的動(dòng)物模型。在此之前我們需要熟悉各種動(dòng)物模型的特點(diǎn),根據(jù)自己研究的需要,選擇最合適的動(dòng)物模型。
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