关于OA发病机制的实验研究

关于OA发病机制的实验研究

丁国良，吕沐昕

【摘 要】[摘要] 目的 通过引入骨-软骨复合体的概念来阐述OA的发生机制，为防治OA提供理论依据。方法 用动物模型模拟人类OA 早、中、晚期标本，分别对标本形态学及组织学检查，运用统计学方法得出结论。结果 组织学染色结果：正常软骨透明无破坏；OA早期软骨轻度磨损；OA中期软骨进一步变薄破坏加重；OA晚期软骨完全破坏，软骨下骨磨损。MRI扫描随着OA期别的加重,软骨厚度逐渐减小的，而软骨下骨的厚度是逐渐增大的,各组之间两两相比(P<0.05)有显著统计学差异。结论 OA的发生发展是软骨下骨和软骨协同作用的结果。

【期刊名称】内蒙古医学杂志 【年(卷),期】2017(049)009 【总页数】4

【关键词】[关键词] OA发病机制；骨-软骨复合体；软骨下骨

过去我们一直认为骨性关节炎(OsteoArthritis, OA)是一种以关节软骨退变、破坏及骨赘形成为主要病理改变的退行性骨关节病[1]。近几年关于OA研究表明，软骨下骨、软骨、韧带、半月板共同参与了OA的演进过程[2]。2011年瑞典鲁文大学的Lories,R.J.教授在研究中首次提出骨-软骨复合体的概念，他认为软骨、潮线、钙化层、软骨下骨是作为一个整体来发挥作用的，以及软骨和软骨下骨之间存在着物质交换通道的假说，从此全世界的学者将对OA的发病机制的研究聚焦到了骨-软骨复合体上[3]。本实验通过动物OA模型模拟骨关节炎发生发展的各个阶段，进一步证实软骨和软骨下骨之间的相互作用是OA发病

的关键因素，从而为OA的防治提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 制造OA动物模型 选取15只8月龄(相当于人类的30岁左右)雄性新西兰大白兔，实验动物由重庆医科大学动物实验室提供，体重2.0～2.5 kg，双盲法将动物分成3组。参考Hulth法切断所有动物的右膝关节前交叉韧带(ACL)，术后不固定右下肢， 1周内每日均给予肌注80万单位青霉素，30 min/d，分2次驱赶，连续12周。造模得到OA模型[4]。

1.2 MRI扫描 分别在4、8、12周时，将5只造模好的实验动物麻醉，使用西门子 3.0 T超导型磁共振扫描仪及特定的小动物表面线圈，行双膝关节MRI扫描，核磁扫描序列质子加权像 PDW/SPAIR/D，T2加权三维快速梯度回波序列 T2W/3D/FFE， 以及水激发3D/WATSc 序列。

1.3 获得骨-软骨复合体 每次进行MRI扫描后将动物处死，将15例造模得到的兔右膝关节标本的股骨内髁后侧股胫关节软骨接触区(负重区)垂直于关节软骨面用直径为8 mm的电动空心转截取骨-软骨复合体标本，钻限深10 mm，同样方法得到胫骨负重区域标本，共采集30个标本，同样方法得到左膝关节30个标本作为对照。

1.4 病理学分析 将得到骨-软骨复合体标本经清洗、脱钙等步骤后切成厚度为5 μm的连续纵切片备用。经甲苯胺蓝染色，在光学显微镜下观察关节软骨及软骨下骨的组织学特点。最后将所有标本依据经典的Mankin[5]评分分成早、中、晚3期， 1～5分为OA早期，6～9为中期，10～14分为晚期。

1.5 统计学分析 使用SPSS 17.0统计软件对实验数据进行处理。结果用均数±标准差表示，两两比较用SNK检验分析，P<0.05有统计学意义。

2 结 果

2.1 各期标本大体观察 3组动物经MRI扫描后深度麻醉处死，离断双膝关节，观察到几乎所有兔子的对照侧(左侧)膝关节软骨是半透明状的，关节表面光滑平整没有磨损；4周处死组动物的右膝关节软骨是光滑无裂隙的，但关节面稍有软化，符合骨关节炎早期表现；8周处死组动物右膝关节软骨无光泽，且大部变薄磨损过半，软骨表面有裂纹，符合骨关节炎中期表现；12周处死组动物的右膝关节软骨已经缺损且漏出下方的软骨下骨，关节周围有骨赘，符合骨关节炎晚期的表现。见图1。

2.2 MRI扫描结果 正常兔膝关节软骨在不同的膝关节核磁扫描序列中表现均匀的高信号，软骨厚度正常，软骨下骨为均匀的低信号带；早期骨关节炎软骨未见明显变薄，但软骨表面毛糙欠规整，信号略减低，软骨下骨信号较前略不均匀；中期骨性关节炎软骨明显变薄，信号不均匀，软骨下骨骨小梁信号减低，部分区域出现无信号区；晚期骨关节炎软骨确实，关节周围出现骨赘，软骨下骨硬化无信号。

2.3 甲苯胺蓝染色 众所周知，Mankin评分是评价软骨退变程度的国际通用标准。依据Mankin评分标准，正常骨-软骨复合体无关节炎表现的24个，Mankin评分为0分，软骨四层结构清晰，见图2。OA 早期的13个，潮线复制、前移，见图3。Mankin评分为(3.9±0.4)分。符合OA 中期的有9个，血管穿过潮线，软骨下骨板明显增厚，Mankin评分为(7.8±0.7)分，见图3。符合OA晚期14个，软骨全层缺损，软骨下骨外露，Mankin评分为(12.9±0.4)分，见图4。上述结果运用统计学软件分析比较，P<0，各组之间比较有统计学差异，说明Mankin评分越高，OA越重。