甲状旁腺激素（1-34）对Ⅱ型胶原酶诱导的大鼠腰椎小关节骨性关节炎的作用

发布时间：2020-08-20 12:08

【摘要】：目的本研究的目的是探讨在雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠腰椎小关节内注射Ⅱ型胶原酶(type Ⅱ collagenase injection,CⅡ)诱导腰椎小关节骨性关节炎(lumbar facet joint osteoarthritis,LFJOA)模型的可行性,并使用甲状旁腺激素(Parathyroid hormone,PTH)干预该模型,研究PTH对关节软骨和软骨下骨以及大鼠疼痛的影响。方法30只3月龄SPF级雄性SD鼠随机分为3组:对照组(Sham组)10只、Ⅱ型胶原酶注射组(CⅡ组)10只和Ⅱ型胶原酶注射+甲状旁腺激素(1-34)组(PTH组)10只。CⅡ组和PTH组进行手术并在腰椎小关节(lumbar facet joints,LFJ)(右侧L3 L4,L4 L5,和L5 L6小关节)腔内注射Ⅱ型胶原酶,Sham组则仅行手术而不注射胶原酶。在术前(0天)及术后3,14,28,56天对大鼠进行触觉性痛觉检测,测量大鼠右后足50%缩足阈值(paw withdrawal thresholds,PWT),术后PTH组大鼠皮下注射PTH进行干预,剂量为30ug/kg/1week,CⅡ组给予等量生理盐水皮下注射,给药8周后处死所有动物收集标本,将标本用4%甲醛溶液固定72小时后,先进行Micro-CT检测,再脱钙12周。将脱完钙的标本进行石蜡包埋切片,行甲苯胺蓝染色,甲苯胺蓝染色切片用改良Mankin组织学评分对软骨退变情况进行评估;进行免疫组织化学染色,检测软骨中聚集蛋白多糖(aggrecan,AGG)及含凝血酶敏感素基序的整合素和金属蛋白酶4(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs 4,ADAMTS-4)的表达情况。收集各组数据进行统计学分析。结果1 Sham组FJ软骨几乎没有发生退变,软骨表面光滑,软骨基质甲苯胺蓝染色着色较深;CⅡ组与Sham组相比,FJ软骨退变明显,软骨细胞数量减少,软骨出现广泛损伤、裂缝,甚至剥脱,改良Mankin评分显著升高(P0.05);使用PTH干预后,软骨退变情况较CⅡ组明显减轻,改良Mankin评分显著降低(P0.05)。2 CⅡ组与Sham组相比,软骨基质AGG表达显著减少(P0.05),ADAMTS-4表达显著增多(P0.05);PTH组与CⅡ组相比,软骨基质AGG表达显著增加(P0.05),ADAMTS-4表达显著减少(P0.05);PTH组与Sham组相比,AGG和ADAMTS-4的表达无显著差异(P0.05)。3 CⅡ组与Sham组相比,骨密度(BMD),骨小梁相对体积(BV/TV)和骨小梁厚度(Tb.Th)均显著降低(P0.05);PTH组与CⅡ组相比,BMD,BV/TV和Tb.Th均显著升高(P0.05);BMD,BV/TV和Tb.Th在PTH组和Sham组之间无显著差异(P0.05)。4 Sham组大鼠50%缩足阈值(50%PWT)在整个实验过程中未发生明显变化。术后3天起,CⅡ组与PTH组大鼠50%PWT均显著降低,但在术后3、14、28、56天这四个时间点上,PTH组的50%PWT均显著高于CⅡ组(P0.05)。结论LFJ关节腔内注射Ⅱ型胶原酶可以成功建立大鼠LFJOA模型,导致其关节软骨和软骨下骨的退变,引起痛觉过敏。PTH干预可以延缓Ⅱ型胶原酶诱导的大鼠LFJ软骨的损伤、软骨下骨微结构的破坏,并在一定程度上减轻大鼠的痛觉过敏。
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R684.3
【图文】：

均匀分布,免疫组化染色,软骨基质,骨细胞

Sham 组；B，CII 组；C， PTH 组；D，改良 Mankin 评分结果：& vs. Sham 组, P<0.05 ；# vs. CIIgroup, P<0.05。免疫组织化学检测结果1）AGG 免疫组化染色结果Sham 组 AGG 免疫组化染色阳性表达区域均匀分布于软骨基质和软骨细胞中，呈深棕黄色； CII 组 AGG 免疫组化染色着色变浅，AGG 阳性表达减少。PTH 组 AGG 阳性表达区均匀分布在软骨基质和软骨细胞中，呈深棕黄色。CII 组与 Sham 组比较，AGG 免疫组织化学染色测得的平均光密度值显著降低，且有统计学意义（P<0.05）。PTH 组与 CII 组比较，平均光密度值显著增加，且有统计学意义（P<0.05）。PTH 组与 Sham 组比较，平均光密度值有所降低，但无统计学差异（P>0.05）（图 2）。1.2.3

免疫组织化学染色,统计学意义,免疫组化染色,软骨基质

2）ADAMTS-4 免疫组化染色结果ADAMTS-4 是一种软骨基质降解酶，在正常的软骨细胞中表达较少，随着 OA的进展加重，其表达也随之增加。Sham 组 ADAMTS-4 免疫组织化学染色着色浅，ADAMTS-4 阳性表达细胞很少。CII 组 ADAMTS-4 免疫组织化学染色着色变深，ADAMTS-4 阳性表达细胞增加，呈深棕黄色。PTH 组 ADAMTS-4 免疫组织化学染色着色变浅，ADAMTS-4 阳性表达细胞减少。CII 组与 Sham 组比较，ADAMTS-4 免疫组化染色测得的平均光密度值显著增加，且有统计学意义（P<0.05）。PTH 组与 CII 组比较，平均光密度值显著降低，且有统计学意义（P<0.05）。PTH 组与 Sham 组比较，平均光密度值稍显增加，但无统计学差异（P>0.05）（图 3）。

测量结果,退变,软骨发生,微结构

降低（P<0.05）；PTH 组与 CII 组相比，BMD，BV/TV 和 Tb.Th 均显著升高（P<0.05）；BMD，BV/TV 和 Tb.Th 在 PTH 组和 Sham 组之间无显著差异（P>0.05）；表明发生 FJOA 时，不仅软骨发生退变，还涉及软骨下骨微结构的改变，并且 PTH 干预可以延缓软骨下骨的退变（图 4）。

【参考文献】