青蒿琥酯改善软骨下骨破骨细胞介导的骨关节炎疼痛

背景:研究表明,破骨细胞通过分泌netrin-1诱导软骨下骨的感觉神经异常长入,导致骨关节炎动物模型痛阈减低,由此推测抑制破骨细胞的骨吸收作用可缓解感觉神经介导的疼痛症状。目的:探讨青蒿琥酯能否通过抑制软骨下骨破骨细胞活性进而减少感觉神经支配,为研究青蒿琥酯对骨关节炎镇痛提供实验依据。方法:将C57BL/6J雄性小鼠随机分为假手术组、安慰剂组和青蒿琥酯组,每组10只;假手术组仅切开小鼠右膝关节囊不损伤其他结构,术后无其他干预;其他2组通过右膝前十字韧带横断术构建骨关节炎模型,青蒿琥酯组术后给予腹腔内注射青蒿琥酯(每日100 mg/kg),安慰剂组术后给予腹腔内注射相等体积的5%NaHCO3。术后14 d进行足印迹分析,ELISA检测各组小鼠外周血血清TRAcP5b、cathepsin K和CTX-Ⅰ水平,取各组小鼠膝关节标本进行番红固绿染色及组织学评分、抗酒石酸酸性磷酸酶染色、netrin-1及CGRP免疫组化染色。结果与结论:①右后爪同侧接触面积百分比:假手术组和青蒿琥酯组高于安慰剂组(P<0.05);假手术组与青蒿琥酯组之间差异无显著性意义(P>0.05);②小鼠血清TRAcP5b、cathepsin K和CTX-Ⅰ水平组间差异均无显著性意义(P>0.05);③基于番红固绿染色的软骨组织学评分:假手术组和青蒿琥酯组低于安慰剂组(P<0.05),假手术组与青蒿琥酯组之间差异无显著性意义(P>0.05);④抗酒石酸酸性磷酸酶染色:假手术组、青蒿琥酯组抗酒石酸酸性磷酸酶染色阳性破骨细胞量低于安慰剂组(P<0.05),假手术组与青蒿琥酯组之间差异无显著性意义(P>0.05);⑤与安慰剂组相比,假手术组、青蒿琥酯组软骨下骨中netrin-1及CGRP阳性感觉神经减少(P<0.05),而这2项指标在青蒿琥酯组与假手术组之间差异无显著性意义(P>0.05);⑥结果表明,青蒿琥酯通过抑制软骨下骨破骨细胞分泌netrin-1改善了感觉神经介导的疼痛,具有可缓解骨关节炎疼痛的治疗潜力。

软骨下骨局部注射常山酮抑制转化生长因子β1信号通路缓解犬骨关节炎

背景:研究表明随着破骨细胞骨吸收的增加,过度激活了的转化生长因子β1使骨吸收和骨形成解偶联,最终导致骨关节炎动物模型中软骨下骨的硬化表型,且可通过抑制转化生长因子β1信号传导减弱骨关节炎的进展。目的:检测前十字韧带横切比格犬骨关节炎模型中局部注射常山酮是否可以延缓骨关节炎进展。方法:将18只雄性比格犬分为假手术(对照组)、骨性关节炎组及治疗组,后两组通过前十字韧带横切构建骨关节炎模型,治疗组造模后于软骨下骨局部注射常山酮37.8 ng。在造模术后4,8,12,16周纵向测量血清Ⅱ型胶原C端肽(CTX-Ⅱ)和X型胶原蛋白α1链血清标志物的水平;术后16周Micro-CT扫描观察软骨下骨微结构;番红固绿染色及OARSI-Modified Manking评分评估关节软骨退变程度;免疫组织化学染色对比转化生长因子β1、基质金属蛋白酶13的表达情况。实验方案经新疆医科大学第一附属医院动物实验伦理委员会批准(批准号为IACUC20160304-07)。结果与结论:①造模后8,12周,骨关节炎组X型胶原蛋白α1链水平高于治疗组和对照组(均P<0.01);②造模后8,12,16周,骨关节炎组CTX-Ⅱ水平均高于对照组和治疗组(均P<0.05);③骨关节炎组软骨下骨的骨体积分数较治疗组和对照组增加,骨小梁分离度降低,骨小梁模式因子减小(均P<0.05);④骨关节炎组OARSI-Modified Manking评分较对照组和治疗组更高(均P<0.01);⑤骨关节炎组基质金属蛋白酶13及转化生长因子β1的表达量较对照组和治疗组更高(均P<0.01);⑥对照组与治疗组上述各指标比较差异均无显著性意义(均P>0.05);⑦结果说明,局部注射常山酮可通过抑制软骨下骨中异常升高的转化生长因子β1,阻断异常骨重塑来减轻前十字韧带横切诱导的骨关节炎,表明这可能是骨关节炎的一种新的治疗选择。

检测血清标志物联合定量MRI评估胫骨平台软骨体积在骨性关节炎犬模型中的诊断价值

目的评估血清Ⅱ型胶原羧基端端肽(CTX-Ⅱ)和X型胶原蛋白(COL10A1)水平联合定量MRI评估胫骨平台软骨体积在骨性关节炎犬模型中的诊断价值。方法选择18只健康雄性比格犬,随机分为2组,10只通过右膝前交叉韧带横行离断法建立骨性关节炎模型(模型组),8只进行假手术(对照组)。比较模型组与对照组术后4、8、12、16周CTX-Ⅱ、COL10A1水平,以及术前、术后4周、术后8周、术后16周MRI图像上右侧胫骨平台软骨体积。结果模型组与对照组术后4周血清CTX-Ⅱ水平差异无统计学意义(P>0.05);模型组术后8、12、16周血清CTX-Ⅱ水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。模型组与对照组术后4周、术后16周血清COL10A1水平差异无统计学意义(P>0.05);模型组术后8周、12周血清COL10A1水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。模型组与对照组术前、术后4周胫骨平台软骨体积差异无统计学意义(P>0.05);模型组术后8周、16周胫骨平台软骨体积小于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论检测血清CTX-Ⅱ和COL10A1变化联合定量MRI评估胫骨平台软骨体积在骨性关节炎犬模型中具有反映和监测骨性关节炎进展的潜力。

犬骨关节炎软骨下骨重塑的病理特点及机制

目的:通过构建比格犬膝关节前交叉韧带横断(ACLT)骨关节炎模型探究关节软骨下骨重塑的病理特点及发病机制。方法:本研究选取8周岁,雄性,体重10~15 kg的比格犬,将18只犬按随机数字表分为两组,即对照组和骨关节炎(OA)模型组。通过离断犬膝关节前交叉韧带构建关节不稳的OA模型,术后16周后处以安乐死,取材。通过番红固绿染色和国际骨关节炎研究学会-改良Manking(OARSI-Modified Manking)评分评估关节软骨退变程度。采用微计算机断层扫描(Micro-CT)分析软骨下骨的骨体积分数(BV/TV)、骨小梁分离度(SP.Tb)、骨小梁模式因子(Tb.Pf),通过经免疫染色测定软骨下骨中pSmad2/3,Osterix和CD31的表达水平。采用独立样本t检验进行数据的统计学分析。结果:OA模型组肉眼可见多处不同程度的关节软骨退变,番红固绿染色显示关节软骨龟裂,但尚未侵犯深层结构,OARSI-Modified Manking评分显著升高(4.7±2.3),差异有统计学意义(t=-3.213,P<0.01)。Micro-CT结果显示,与对照组比较,OA模型组的软骨下骨BV/TV显著高于对照组(0.4±0.3),而SP.Tb和Tb.Pf均显著低于对照组(0.3±0.1、-2.0±3.5),且组间差异均有统计学意义(t=-6.124、2.519、3.393,P<0.05)。酶联免疫吸附试验(ELISA)结果表明,与对照组比较,OA模型组的外周血中含有高浓度的转化生长因子(TGF)-β1(81.7±5.1),且组间差异有统计学意义(t=-16.580,P<0.01)。免疫组织化学染色结果显示,与对照组比较,OA模型组的关节软骨下骨髓腔中聚集了大量的pSmad2/3+MSC、Osterix+成骨前体细胞和CD31+血管内皮细胞(109.9±3.9、70.5±1.8、26.8±1.8),且组间差异有统计学意义(t=-29.814、-42.475、-8.937,P<0.05)。结论:比格犬膝关节OA的软骨下骨中出现异常骨重塑,其中活跃的骨吸收和TGF-β1/Smad2/3通路是疾病发生与发展中的关键靶点。