前言
骨關節(jié)炎(osteoarthritis, OA)是主要累及中老年人群的慢性退行性關節(jié)疾病，以進行性的關節(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)患者關節(jié)疼痛、僵直、功能障礙。異常應力載荷、軟骨下骨病變、關節(jié)滑膜炎癥等多因素導致的OA關節(jié)軟骨進行性退變是OA病理改變的中心環(huán)節(jié)。目前構建OA動物模型的方法通常有三種：①外科手術或創(chuàng)傷；②關節(jié)腔內(nèi)注射藥物；③誘導自發(fā)性OA形成?？捎?/span>于模型構建的動物包括小鼠、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】：
關節(jié)失穩(wěn)、負重關節(jié)生物力學紊亂是引起OA發(fā)生的重要原因，可導致關節(jié)軟骨細胞退變，進而胞外基質降解，最終關節(jié)軟骨退行性變。通過外科手術或人為創(chuàng)傷引起關節(jié)失去穩(wěn)定性，關節(jié)面相互接觸面應力改變以及關節(jié)內(nèi)炎癥反應，從而誘導OA發(fā)生。該種造模方法通常表現(xiàn)的是創(chuàng)傷后OA的形成過程。
【造模方法】：
采用前交叉韌帶橫斷術、半月板切除術。暴露實驗動物膝關節(jié)關節(jié)腔后保持屈曲，單純橫斷前交叉韌帶或切除半月板。若需要嚴重OA動物模型，可選擇同時將內(nèi)側半月板部分切除，或將內(nèi)側半月板連同內(nèi)側副韌帶全部切除。較為經(jīng)典的手術方法為Hulth法：沿實驗動物膝關節(jié)內(nèi)側做縱行切口，將前后交叉韌帶、內(nèi)側副韌帶橫斷，并切除內(nèi)側半月板，應盡量避免損傷關節(jié)軟骨面。術后動物自由活動。大鼠、家兔、犬、山羊等動物均可采用此類手術方法誘導實驗動物OA發(fā)生。
【模型特點】：
1.大鼠OA模型 能表現(xiàn)出早期的軟骨退化、軟骨下骨減少和晚期骨贅形成。軟骨胞外基質分解蛋白酶聚蛋白多糖酶(aggrecanase)1和基質金屬蛋白酶(matrix metallopeptidase, MMP) 13表達顯著升高，導致軟骨胞外基質降解增強。但由于大鼠軟骨層較海，且生長板特殊，軟骨細胞修復能力較強，因此用于OA的研究尚具有局限性。
2.犬OA模型 術后8周能觀察到骨贅形成，軟骨破壞。基因表達水平主要表現(xiàn)為兩種骨吸收相關蛋白酶組織蛋白酶(cathepsin)K和MMP-13的高表達。犬的生長板較為成熟，其胞外基質分解蛋白酶MMPs的補體和分解產(chǎn)物更類似于人類OA。
3.家兔OA模型 大約術后4周能發(fā)現(xiàn)軟骨出現(xiàn)裂痕和侵蝕，軟骨缺損和骨贅形成通常發(fā)生在股骨髁和脛骨平臺關節(jié)面?；虮磉_變化上，血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)表達持續(xù)升高，可促進OA軟骨細胞合成更多的MMP-1和MMP-3，導致軟骨胞外基質降解。IL-1和IL-1受體表達也顯著上調(diào)，可引起軟骨基質中蛋白多糖的明顯減少。家兔的關節(jié)軟骨大約在3月齡時就發(fā)育成熟，因此較為適合作為OA模型。
4.山羊OA模型 在山羊半月板切除OA模型中，術后3個月能觀察到典型軟骨退行性變。山羊的半月板較大，且OA中半月板損傷病程與人類接近，較適合進行OA半月板退變的研究。
【模型評估和應用】：
外科手術誘導的OA動物模型具有誘導時間短、病程發(fā)展較快、關節(jié)軟骨結構改變非常明顯的特點，術后關節(jié)較快的表現(xiàn)出關節(jié)內(nèi)炎癥反應和炎癥引發(fā)的結構破壞。因而比較適合研究抑制軟骨退行性變的藥物效應的相關實驗。同時，由于外科手術通過造成關節(jié)失穩(wěn)引發(fā)OA發(fā)生，關節(jié)面不同承重部位往往表現(xiàn)出受損的差異性，因此，對于關注此類問題的研究者具有更好的應用價值。
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