骨性关节炎动物模型的建立与比较

家兔膝骨性关节炎的动物模型的建立摘要目的：探索建立家兔膝关节骨性关节炎的模型，并探讨软骨细胞的病理生理改变。

方法：取新西兰大白兔8只，随机分成两组，每组4只，实验组建立Hulth骨性关节炎模型，对照组仅行双侧膝关节切开术。

8周后，处死动物，选用兔膝关节骨性关节炎软骨为试验标本，两组分别进行软骨细胞细胞生长曲线的测定。

结果：骨性关节炎软骨细胞细胞周期较正常软骨细胞细胞周期短，可以推断骨性关节炎软骨细胞细胞周期及细胞功能均发生改变。

结论：骨性关节炎软骨细胞在骨性关节炎发病过程中，软骨细胞正常分化及增殖发生改变，可能为骨性关节炎软骨代谢紊乱假说提供理论依据。

关键词骨性关节炎动物模型软骨细胞材料与方法试剂：①化学试剂：碳酸氢钠、磷酸氢二钠、硫酸镁、考马斯亮兰。

②细胞培养试剂与培养板：F12培养液、胎牛血清、胰蛋白酶(宝泰克)、胶原酶Ⅰ、Ⅱ型、L-谷氨酰胺、二巯基乙醇、青霉素、链霉素、6孔、24孔、96孔培养板。

仪器：凝胶成像仪、数码照相系统、二氧化碳培养箱、酶标仪、PCR扩增仪、超声波清洗器、倒置显微镜、恒温震荡培养箱、CLP-800电泳仪、超高速冷冻离心机、梅特勒-托利多AB204-N单量程万分之一电子天平、超小型电泳仪Mupid-2。

实验材料：新西兰大白兔。

动物模型及分组：雄性新西兰白兔8只，3～5个月龄，体重2.5～3.5kg，平均2.85kg。

随机分两组，每组4只。

手术方法：①实验组：用20%乌拉坦(5ml/kg)静脉麻醉，取髌内侧切口长约2cm，逐层切开软组织，打开关节腔，将髌骨外翻，将双膝关节内侧副韧带、前后交叉韧带切断并切除内侧半月板，注意勿损伤关节软骨；冲洗关节腔后，逐层缝合切口，术后应用肌注青霉素40万U/日，持续7天，术后不固定伤肢，每天驱赶兔奔跑2次，每次强迫其活动1小时，模型建立需8周。

②对照组：实验动物采用同样的麻醉方法，只打开关节腔后，同样将髌骨脱位，保持关节腔暴露时间大致同实验组，其余处理同上。

骨关节炎小鼠模型特点骨关节炎（Osteoarthritis，OA）是一种以关节软骨退变为特征的慢性关节疾病，主要表现为关节疼痛、僵硬和功能障碍。

为了研究骨关节炎的发病机制以及寻找治疗方法，科学家们常常使用动物模型来模拟人类骨关节炎的病理过程和临床表现。

其中，骨关节炎小鼠模型是研究最为广泛的模型之一。

骨关节炎小鼠模型的特点主要体现在以下几个方面：1. 遗传模型：骨关节炎小鼠模型可以通过遗传方法获得。

科学家们通过基因突变或者基因敲除技术，使小鼠在特定基因上发生突变，从而模拟人类骨关节炎的遗传基础。

这种模型能够帮助科学家们研究骨关节炎的发病机制以及寻找新的治疗靶点。

2. 创伤模型：骨关节炎小鼠模型可以通过创伤方法获得。

科学家们可以通过机械刺激、手术或者化学物质的注射来引发小鼠的关节损伤，从而模拟人类骨关节炎的创伤性损伤。

这种模型能够帮助科学家们研究骨关节炎的病理生理过程以及寻找创伤性骨关节炎的治疗方法。

3. 药物诱导模型：骨关节炎小鼠模型可以通过给小鼠注射特定的药物来诱发关节炎。

常用的药物包括葡萄糖胺、角蛋白酶、股骨头坏死诱导剂等。

这种模型能够帮助科学家们研究骨关节炎的发病机制以及寻找治疗骨关节炎的药物。

4. 评价指标：骨关节炎小鼠模型的评价指标主要包括关节疼痛、关节炎指数、关节软骨退变程度等。

关节疼痛可以通过小鼠的行为观察和行为学测试来评估。

关节炎指数可以通过关节组织的病理学检查来评估。

关节软骨退变程度可以通过X线检查、组织学检查和免疫组化检查等方法来评估。

骨关节炎小鼠模型的特点使其成为研究骨关节炎的理想工具。

通过这种模型，科学家们可以模拟人类骨关节炎的病理过程和临床表现，深入研究骨关节炎的发病机制以及寻找新的治疗方法。

此外，骨关节炎小鼠模型还可以为药物研发提供有效的评价方法，加速新药的研究和开发。

骨关节炎小鼠模型具有遗传模型、创伤模型、药物诱导模型等特点，通过评价关节疼痛、关节炎指数和关节软骨退变程度等指标，可以模拟人类骨关节炎的病理过程和临床表现。

早期膝骨性关节炎模型大鼠的建立与验证何强;尹宏;代凤雷;张斌;孙欣;曾怿;严一峰【摘要】背景:木瓜蛋白酶诱导膝关节骨性关节炎与其他化学诱导试剂相比优势在于对胶原蛋白和软骨细胞没有直接影响.目的:通过软骨的表面形态、放射学和组织病理学进一步验证木瓜蛋白酶诱导大鼠早期膝关节骨性关节炎模型的有效性.方法:20只成年雄性Wistar大鼠,由南京市江宁区青龙山动物繁殖场提供,实验方案经南京市六合区人民医院医学伦理委员会批准.将大鼠随机分成对照组和实验组:分别于实验开始后第1,4,7天,给予对照组右膝关节腔内注射4％生理盐水;实验组右膝关节腔内注射4％木瓜蛋白酶.实验开始后第10天观察关节软骨形态,行X射线、三维CT检查;之后麻醉下处死大鼠即刻进行组织病理学检查,并使用Mankins和OARSI评分验证结果.结果与结论:①与对照组相比,实验组大鼠明显跛行,注射侧膝关节肿胀明显,后肢不愿着地;放射学检查可见明显关节间隙变窄,三维CT关节间隙值变小[对照组(0.6800±0.0163)mm,实验组(0.5580±0.0339)mm,P<0.05];②实验组右膝关节组织显微镜下观察可见早期的炎症特征;2组病理学Mankins和OARSI评分差异均有显著性意义(P<0.05);③结果说明,大鼠右膝关节腔内注射木瓜蛋白酶诱发的早期膝骨性关节炎可用于相关实验研究,因为它提供了关节运动、触觉异常性疼痛、进行性放射性变性和关节软骨微观炎症的可测量变化,代表了骨关节炎评估,为研究早期膝关节骨性关节炎的发病机制提供依据.【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2019(023)027【总页数】6页(P4338-4343)【关键词】大鼠模型;早期膝骨性关节炎;关节软骨;木瓜蛋白酶【作者】何强;尹宏;代凤雷;张斌;孙欣;曾怿;严一峰【作者单位】南京中医药大学,江苏省南京市 210023;南京中医药大学附属南京中医院骨科,江苏省南京市 210001;南京中医药大学附属南京中医院骨科,江苏省南京市 210001;扬州大学医学院附属六合医院骨科,江苏省南京市 211500;南京中医药大学附属南京中医院骨科,江苏省南京市 210001;扬州大学医学院附属六合医院骨科,江苏省南京市 211500;南京中医药大学,江苏省南京市 210023【正文语种】中文【中图分类】R446;R3180 引言 Introduction膝关节骨性关节炎是全世界主要的健康问题，并且由于人口老龄化，其疾病负担持续增加[1]，主要临床表现为膝关节移动时疼痛(从坐到站立)、活动受限、晨僵、摩擦音、骨性膨大、“交锁”感等，特别是爬楼梯时疼痛明显，休息后可缓解[2]。

骨关节炎动物实验模型的研究进展骨关节炎(Osteoarthritis)是一组有不同病因但有相似的生物学、形态学和临床表现的疾病。

该病不仅发生关节软骨损伤，还累及整个关节，包括软骨下骨、韧带、关节囊、滑膜和关节周围肌肉，最终发生关节软骨退变，纤维化，断裂，溃疡及整个关节面的损害。

本病的病理过程是以应力较高部位的关节软骨接触面广泛纤维化为特点，并伴有软骨下骨的骨质象牙化和硬化，关节边缘常常出现骨赘形成和骨的改建活动，关节滑膜囊的纤维化，与常见的滑膜非特异性炎症[1]。

但是骨关节炎的致病机理仍然是一个充满争议和需要继续探索的课题，为了澄清骨关节炎发病和病程进展过程中，在关节组织中细胞分子水平的变化，这就需要使用实验动物模型观察。

通过动物实验可以确定软骨基质的降解方式以及滑膜、软骨中的生物合成作用是如何被抑制的，同时还可以用来评价潜在的拮抗药物，为发现新的抗骨关节炎药物奠定基础。

现就常用的骨关节炎实验动物模型的制备方法，应用优缺点和意义讨论如下。

1 关节腔内注射化合物诱导骨关节炎多种化合物以关节内注射方式注入动物关节以后，可以出现许多类似于骨关节炎的病理改变。

木瓜蛋白酶引起实验动物骨关节炎的机制可能在于其对软骨基质中蛋白多糖的分解作用，并能除去软骨细胞膜上有丝分裂抑制因子[2]。

向C57Bl10小鼠关节内注射细菌源性胶原酶诱导骨关节炎的实验研究证实，在关节不稳定的程度与软骨损伤的严重程度（数量）和形成骨赘的大小之间，存在着显著的相关性[3]。

关节内注射IL-1模型已经成功的用于确定某些蛋白酶抑制剂，但是否有抗骨关节炎药物的潜力有待研究。

2 骨关节炎制动造模方法保证关节的正常活动和负重才能维持关节软骨的构成成分、结构和功能。

固定肢体使关节制动可以诱发关节软骨萎缩，致使软骨变薄、水肿，蛋白聚糖含量下降，结构改变以及合成数量的下降，同时还有胶原合成及含量的增加。

因为这些软骨改变与我们所见的人类骨关节炎病理改变相似，所以这种模型特别用于软骨退变过程的研究。

小鼠骨质疏松合并骨性关节炎模型的建立及评价彭冰;胡正国;宋才渊;王刚【摘要】[目的]探讨骨质疏松合并骨性关节炎的小鼠动物模型的制备方法。

[方法]ICR雌性小鼠20只，随机分成对照组和模型组各10只。

模型组采取切除双侧卵巢4周后膝关节注射碘乙酸制备模型，对照组不作任何处理。

碘乙酸注射8周后对小鼠进行X-ray活体成像观察，并测定骨密度；取膝关节及腰椎做病理切片行HE染色观察。

[结果]模型组小鼠骨密度明显下降，关节间隙变窄，骨赘形成，HE染色见关节面不平整，出现凹陷及软骨缺损，腰椎骨小梁变少变细，结构不完整。

[结论]切除双侧卵巢及膝关节注射碘乙酸的方法能为研究骨质疏松合并骨性关节炎提供较为理想的动物模型。

【期刊名称】《广西中医药大学学报》【年(卷),期】2015(018)002【总页数】3页(P8-10)【关键词】骨质疏松;骨性关节炎;动物模型;实验研究【作者】彭冰;胡正国;宋才渊;王刚【作者单位】[1]浙江中医药大学第一临床医学院,浙江杭州310053;[2]浙江中医药大学第二临床医学院浙江杭州310053【正文语种】中文【中图分类】I681骨质疏松（osteoporosis，OP）和骨性关节炎（osteoarthritis，OA）都是发病率较高的临床常见骨科疾病。

两者虽然存在各自的不同病理变化，但在骨密度、骨微结构、细胞因子以及遗传等诸多方面都存在着密切联系，常常一起发病［1］。

目前越来越多的观点认为OP是导致OA的病因之一，由于骨质疏松的发生导致关节软骨力学失衡，关节磨损加重，进而发生退变增生［2］。

然而，目前的实验研究中尚缺乏良好的骨质疏松合并骨性关节炎动物模型［3］。

为了更好地研究OP与OA之间的关系，为临床治疗这两种疾病提供更有力的依据，本实验初步探讨通过摘除双侧卵巢、关节腔注射碘乙酸建立骨质疏松合并骨性关节炎这一动物模型的可行性，旨在为后续的实验研究及临床奠定基础。

1.1 动物与分组选取ICR健康雌性小鼠20只，平均体重为35 g，由浙江中医药大学动物中心提供，动物合格证号: SCXK（沪）2008-0016。

动物模型之关节炎模型的选择与建模实验要点肿胀⼤⿏胶原 模型 关节炎是社会⽣活中常见的⼀种⾃⾝免疫性疾病，其发病机制复杂，病程长久且难治愈，是各⼤科研机构和药企研究的热门，在研究过程中常常需要符合临床的动物模型，今天⼩⾍就跟⼤家分享⼏种常⽤于评价治疗关节炎的动物模型。

⼀、佐剂诱导的⼤⿏关节炎模型（AIA）[1] 动物：SD⼤⿏、Wistar⼤⿏ 试剂：完全弗⽒佐剂（CFA）、液体⽯蜡 步骤：⼀⼈抓取⼤⿏，⼀⼈于⼤⿏后⾜或尾根部⽪内注射0.1mL CFA即可建⽴佐剂诱导的关节炎模型。

特点：SD⼤⿏造模成功率略低于Wistar⼤⿏，SD⼤⿏体重变化较⼤，测量⾜趾肿胀时会有⼤⿏本⾝原因产⽣较⼤误差。

本模型中T细胞较为活跃，早期会产⽣⼤量的炎症因⼦，例如：TNF-α、IL-17、IFN等，后期会有⼤量的IL-4、TGF-β等产⽣。

⼆、胶原诱导的⼤⿏关节炎模型（CIA）[1] 动物：SD⼤⿏、Wistar⼤⿏、Lewis⼤⿏ 试剂：II型胶原、不完全弗⽒佐剂（IFA） 步骤：胶原与不完全弗⽒佐剂（IFA）⾼速混匀乳化，⼤⿏⿇醉后尾根部⽪内注射0.4mL混匀的乳化胶原进⾏初次免疫，⼀周后再次进⾏免疫，⼆次免疫3-7天内即可得到模型。

特点：SD⼤⿏存在与AIA模型类似的缺点，体重增长过快影响动物实验结果，模型持续时间较短。

所选动物多在180±20g左右，7-8周龄，另外此模型⼤多⽤雌性动物进⾏造模。

在以上三种⼤⿏品系中，雌性Lewis模型最为稳定，评价化合物药效较为真实可靠，且该模型持续时间可长达50-60天。

本模型主要是Th细胞介导。

三、胶原诱导的⼩⿏关节炎模型（CIA）[2] 动物：DBA/1、B10Q、B10G、NFR/N、C57BL/6 试剂：完全弗⽒佐剂（CFA）、II型胶原（鸡、⽜、猪来源） 步骤：胶原乳化后，尾根部⽪内注射，21天后进⾏⼆次免疫（当然也可根据需要单次改⾼剂量胶原诱导）。

⾻关节炎动物模型的建⽴⾻关节炎(osteoarthritis，OA)是以关节软⾻下⾻硬化或囊性变，关节边缘⾻质增⽣，滑膜增⽣，关节间隙变窄为主要特征。

其与遗传，肥胖，代谢障碍，外伤等多种因素有关，是导致中⽼年⼈活动功能障碍的主要疾病之⼀。

建⽴OA动物模型是寻找有效治疗措施的重要途径。

⾃发性OA动物模型1941年Ruth Silberberg研究发现，C57BL⼩⿏喂以含⾼脂肪的饲料，可加速其关节的退变。

内⽥亩等以此研究STR/ort ⼩⿏⾎脂异常与⾻关节炎的关系。

Yamamoto K对C57⿊⿏关节软⾻组织学评估表明，其发病率和⾻关节炎严重程度随年龄逐渐增加。

不可逆转的变化出现在最后阶段，⽽退化过程⼗分类似⼈类⾻关节炎。

但其模型与⼈类OA存在⼀定的差别，主要表现为⼏乎⽆关节软⾻的微纤维化，关节软⾻剥离脱落呈腐蚀状，软⾻细胞⼏⽆集簇形成，⽆⾻棘形成，滑膜炎症不明显，OA进展过程中不伴有GAG、DNA合成增加。

试验常选⽤与⼈类病理改变相似，易于饲养，观察且费⽤较低的Hartly豚⿏。

Hartly豚⿏软⾻的降解与⼈类OA发展相似。

雄性Hartly豚⿏膝关节组织学形态变化以负重部位为主，表现为软⾻表层不平整，表层软⾻细胞丢失，胶原不同程度的溶解，断裂和排列紊乱，软⾻细胞集簇，潮线异常，糖胺聚糖分布异常，与⼈类OA具有类似的病理改变。

de Bri等报道了不同年龄的雄性Hartly豚⿏原发性OA 模型的结果，其关节软⾻重度降解是在12及18个⽉年龄组。

Ross 等取正常狗胫⾻平台软⾻进⾏体外培养4周，研究结果提⽰培养过程中软⾻改变与⾻关节炎病程相似，因此可作为研究⾻关节炎起病及进展的体外模型。

诱发性OA动物模型2.1 药物注⼊关节腔2.1.1 尿激酶型纤溶酶原激活物( uPA)⽯辉等利⽤关节腔注射尿激酶的⽅法制作兔⾻关节炎模型，实验12周即可完成，其⽅法为: 实验组在右膝关节内注射uPA，对照组注射等容量的⽣理盐⽔，注射完成后在4、8、12周分批取兔滑膜进⾏软⾻组织学观察，及电镜检查。

骨关节炎不同表型动物模型的选择与制作孙洁1，姜萍2，陈宗锐11山东中医药大学，济南250014；2山东中医药大学附属医院摘要：骨关节炎（OA）是临床常见的退行性关节病变，依据病因机制、症状特点差异，骨关节炎可分为创伤性、代谢性、衰老性、遗传性、疼痛性五种表型。

不同OA表型间存在的差异显著影响预防及治疗的精准性，动物模型作为实验研究的载体，在探讨不同表型骨关节炎发病机制及预防治疗措施等方面发挥重要作用。

OA模型建造的方法多种多样，主要包括创伤性骨关节炎的侵入性或非侵入性诱导法、代谢性骨关节炎的饮食诱导或卵巢切除诱导法、衰老性骨关节炎的自发性模型、遗传性骨关节炎的转基因诱导法、疼痛性骨关节炎的关节腔注射、寒冷刺激或血液循环阻断法。

深入研究不同表型OA具体病理机制及有效药物治疗方法，需要依据不同表型特点建立合理、稳定的实验动物模型。

关键词：骨关节炎；动物模型；创伤性骨关节炎；代谢性骨关节炎；衰老性骨关节炎；遗传性骨关节炎；疼痛性骨关节炎doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2021.14.026中图分类号：R684.3文献标志码：A文章编号：1002-266X（2021）14-0096-04骨关节炎（OA）是一种与遗传、创伤、代谢、应力改变、炎症等多因素相关的关节退行性疾病，好发于中老年人，以关节软骨退变、骨质增生为病理特征，临床表现为关节疼痛、肿胀、僵硬、活动受限等，最终可致关节功能障碍和残疾。

随着人口老龄化和肥胖患病率的增加，髋和膝关节OA成为全球第11大致残原因［1］，造成沉重的经济及社会负担。

目前OA的治疗仅限于对症，尚缺延缓病情进展的药物，其病理机制及治疗靶点、药物亟待研究。

新近研究表明，OA并非是单纯的一种疾病，而是存在着不同表型，表型间存在的差异显著影响预防及治疗的精准性。

而OA的慢病性质及人类受试者的个体差异性体现了以人为对象进行实验研究的局限性，因此要深入研究不同表型OA具体病理机制及有效药物治疗方法，需要依据不同表型特点建立合理、稳定的实验动物模型。