Salubrianal通过调节破骨细胞发育改善骨关节炎胫骨平台不均匀沉降

发布时间：2020-05-07 03:23

【摘要】：研究背景骨关节炎是最常见的全关节疾病,以软骨下骨的异常骨重建、内外侧胫骨平台不均匀沉降、软骨的损伤和滑膜增厚为主要特征。世界范围内有超过7亿人口患有OA,并因此产生了巨大的社会经济消耗和负担。目前,已有2700万人因OA致残,预计在2030年致残人数将翻一番。Salubrinal是一种化学合成剂,能抑制真核翻译起始因子2α(eIF2α)的去磷酸化水平。本课题组前期工作证实,Salubrinal可促进骨创伤的愈合,并通过抑制破骨细胞的发育治疗骨质疏松和股骨头坏死。还有研究显示,Salubrinal可通过抑制炎性因子的表达和活性,对OA软骨的损伤有保护作用。研究目的为了观察Salubrinal对早期骨关节炎小鼠软骨下骨的治疗作用。本研究通过手术切除小鼠膝关节内侧半月板建立骨关节炎动物模型。探讨Salubrinal是否能够通过抑制异常破骨细胞活性、纠正软骨下骨异常骨重建和胫骨平台内外侧不均匀沉降对早期骨关节炎起到治疗作用。研究方法实验一:20只雌性C57BL/6小鼠(约14周龄),随机分为假手术对照组(Sham,n=5)、2周OA模型组(2w OA,n=5)、4周OA模型组(4w OA,n=5)和8周OA模型组(8w OA,n=5)。采用手术切除小鼠膝关节内侧半月板建立骨关节炎动物模型。分别于术后第2周末、第4周末和第8周末处死小鼠,分离小鼠后腿骨组织。采用HE组织学染色观察早、中、晚三个时期骨关节炎小鼠膝关节病理变化,判断造模是否成功。实验二:30只雌性C57BL/6小鼠(约14周龄),随机分为假手术对照组(Sham,n=10)、2周OA模型组(OA,n=10)和2周OA+Salubrinal组(OA+Sal)。动物造模方法同实验一。OA+Sal组小鼠皮下注射Salubrinal(1 mg/kg/d)2周。于术后第二周末处死小鼠并分离收集小鼠后腿骨组织。采用HE、番红O和抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)组织学染色方法,观察胫骨平台内侧和外侧软骨、软骨下骨的组织形态学改变以及破骨细胞活性变化。实验三:9只雌性C57BL/6小鼠(约14周龄),分组及动物造模同实验二(n=3)。处死小鼠后,收集小鼠股骨、胫骨骨髓腔中的骨髓细胞,并进行培养和诱导。使用骨髓细胞的破骨细胞形成、迁移、粘附实验检测各组小鼠破骨细胞发育。研究结果实验结果显示,2w OA膝关节内侧胫骨平台软骨表面不连续,潮线不规则甚至消失;软骨细胞数目明显减少,并出现大量肥大的空泡细胞。外侧胫骨平台软骨表面有轻微纤维化表现。内外侧胫骨平台软骨下骨呈现不均一改变,软骨下骨的骨小梁粗细不均、走行不规则。而且滑膜结构也明显增厚。随着造模时间的增加,4w OA和8w OA中软骨的磨损和软骨下骨的骨重建越来越严重。4w OA膝关节内侧胫骨平台边缘处有软骨增生,在8w时形成骨性骨赘。2w组织学和细胞学实验结果显示,与Sham组相比,OA组骨髓来源的破骨细胞发育显著激活(P0.05),迁移和粘附能力明显增加(P0.05),软骨下骨破骨细胞活性也明显增高(P0.05)。关节软骨OARSI评分、钙化软骨比例(CC/TAC)均显著升高(P0.05)。胫骨平台内侧软骨下骨的骨面积分数(B.Ar/T.Ar)明显增加(P0.05),但外侧B.Ar/T.Ar、软骨下骨板(SBP)厚度均显著降低(P0.05)。四象限滑膜评分均明显增高(P0.05)。与OA组相比,OA+Sal组骨髓来源的破骨细胞发育及迁移和粘附能力显著降低,软骨下骨破骨细胞活性也被抑制(P0.05)。OARSI评分、CC/TAC均有所降低(P0.05)。而且,内外侧胫骨平台软骨下骨B.Ar/T.Ar和SBP的不均匀改变均明显恢复(P0.05)。四象限滑膜评分也显著降低(P0.05)。通过内外侧倍数变化分析比较,我们发现与Sham组的胫骨平台相比,OA小鼠OARSI评分和B.Ar/T.Ar(%)在内侧胫骨平台的倍数变化明显高于外侧胫骨平台(P0.05)。与OA组的胫骨平台相比,OA+Sal组小鼠内外侧胫骨平台OARSI评分的倍数变化无显著差异(P0.05),而B.Ar/T.Ar(%)在内侧胫骨平台的倍数变化明显低于外侧胫骨平台(P0.05)。研究结论我们通过手术切除小鼠膝关节内侧半月板成功建立骨关节炎动物模型。并发现Salubrinal可以通过调控破骨细胞发育对早期OA胫骨平台的骨重建和不均匀沉降起到明显的改善作用。研究表明,Salubrinal有望成为治疗OA的新方法。
【图文】：

内侧副韧带,关节腔,内侧半月板,小鼠

术后第 2 周末进行取材。③ 4 周 OA 组（4w）：同上行手术后，第 4 周末进行取材。④ 8 周 OA 组（8w）：术后第 8 周末进行取材。1.1.2.2 小鼠膝关节内侧半月板切除术术前一天对小鼠进行称重，并观察小鼠一般情况，判断其状态是否良好。对于状态良好的小鼠给予术前备皮准备，双侧后肢膝关节周围剃毛备皮。紫外线灯消毒手术室。术前采用 1.5％异氟烷麻醉小鼠，流速 1.0L/ min。70％酒精溶液对手术台区域进行消毒灭菌。然后将动物仰卧位固定在手术台上，常规消毒、铺巾。使用手术刀，于膝关节内侧区，切开 15mm 皮肤切口以暴露膝关节，接着钝性分离关节内侧周围组织，用解剖刀在关节连接的位置离断内侧副韧带，打开关节腔使用手术显微镜和显微外科技术切除内侧半月板（如图 1.1）。然后用生理盐水冲洗去除组织碎片，关闭皮肤切口。对于 Sham 组，使用相同的方法只切开皮肤切口，没有离断韧带、去除内侧半月板。术后使用丁丙诺啡盐酸盐镇痛抗感染分笼饲养，不予固定、活动自由，随意饮水、摄食。

形态图,时间点,形态,胫骨平台

天津医科大学硕士学位论文一、小鼠膝关节内侧半月板切除诱导的骨关节炎模型节内侧胫骨平台软骨表面不连续，透明软骨（HC）明显变薄，染色明显变浅；潮线不规则甚至消失；软骨细胞数目明显减少，并出现大量肥大的空泡细胞。外侧胫骨平台软骨仅有轻微纤维化表现。内外侧胫骨平台软骨下骨呈现不均一改变，软骨下骨的骨小梁粗细不均、走行不规则（如图 1.2）。数据统计显示，，OA 组 OARSI 评分较 Sham 组显著升高(P<0.001)，钙化软骨/全层关节软骨（CC/TAC）的百分比明显增高(P<0.001)。（见表 2.8）内侧半月板切除术后 4 周（OA 中期），透明软骨病变加重，损伤累计钙化软骨。在膝关节内侧胫骨平台边缘处有软骨增生。软骨下骨小梁走行不规则且数量减少（如图 1.2）。内侧半月板切除术后 8 周（OA 晚期），内侧胫骨平台软骨层几近消失，软骨下骨实变、骨组织明显增多，已经失去软骨下骨松质骨区域的结构特征。外侧胫骨平台软骨层也出现明显病变，病理改变类似于 2 周的内侧（如图 1.2）。
【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R684.3

【参考文献】