本研究描述了大鼠关节内注射单碘乙酸酯的方法,并讨论了由此产生的疼痛相关行为和组织病理学变化,为今后的应用提供参考。
目前的骨关节炎(OA)动物模型可分为自发模型和诱导模型,两者都旨在模拟人类OA的病理生理变化。但是,疼痛作为OA晚期的主要症状,影响患者的日常生活,可用的模型并不多。单碘乙酸(MIA)诱导模型是应用最广泛的OA疼痛模型,主要用于啮齿动物。MIA是甘油醛-3-磷酸脱氢酶的抑制剂,可导致软骨细胞死亡,软骨变性,骨赘和动物行为的可测量变化。此外,在MIA诱导的模型中可以检测到基质金属蛋白酶(MMP)和促炎细胞因子(IL1 β和TNF α)的表达变化。这些变化与人类OA病理生理状况一致,表明MIA可以诱导可测量和成功的OA疼痛模型。本研究旨在描述大鼠关节内注射MIA的方法,并讨论由此产生的疼痛相关行为和组织病理学变化。
骨关节炎(OA)是世界上最常见的关节疾病,估计影响成人10-12%的人口1。最普遍受累的关节是膝关节,OA在老年人中发病率较高,尤其是女性2。作为一种慢性疾病,OA在几十年内逐渐发展为关节衰竭,症状包括软骨丢失,滑膜炎症,骨癣菌病,功能下降和慢性疼痛3。根据世界卫生组织(WHO)的数据,OA是女性中第四大最普遍的疾病,也是男性中第八大最流行的疾病。到2020年,OA可能成为人类第四大致残性疾病4。然而,目前可用的OA疗法仅解决症状,并延长关节置换手术的时间5。
人类患者的自发性OA往往需要很长时间才能产生关节相关疼痛等临床症状6。在OA的早期阶段,疼痛通常是间歇性的,并且随着疾病的进展变得更加频繁和严重,使其成为患者的主要主诉7。因此,在过去的半个世纪中,已经开发了广泛的OA疼痛动物模型来促进疼痛缓解疗法。OA模型通常分为自发模型和诱导模型。自发模型包括自然发生的模型和转基因模型,它们可以更密切地模拟人类原发性OA的过程8。诱导模型一般可分为两类:1)手术或其他创伤诱导的创伤后OA;或2)关节内注射软骨毒性或促炎物质3。这些模型为OA的病理生理学研究奠定了基础,并为开发减轻疼痛和增加功能的药物做出了巨大贡献。
最近,OA建模最广泛使用的诱导剂是单碘乙酸酯(MIA)。MIA是甘油醛-3-磷酸脱氢酶的抑制剂,可引起软骨基质的变化、降解、软骨流失、滑膜炎等变化,与人类骨关节炎的病理变化相似9.已经注意到,关节内注射MIA在MIA给药后28天引起持续疼痛,表明MIA模型可能有助于研究慢性伤害性疼痛10,11,12。在这项研究中,雄性Sprague-Dawley大鼠接受关节内注射,膝关节中含有0.5、1.5或3mg的MIA。通过注射后1、7、14、21、28和35天的机械和热敏感性评估来测量MIA诱导的关节疼痛的严重程度。在此基础上,选择1.5mg的MIA作为最终浓度,以评估注射后28天的步态模式和组织学变化。
MIA诱导的OA大鼠模型是一种成熟且广泛使用的模型。关节内注射MIA最初引起严重和急性炎症,这导致OA的更长和退行性阶段17,18。在这项研究中,我们通过MWT和TWL测量了伤害敏感性,并使用成像系统评估了步态改变。先前的报告发现,注射MIA可以提高传入膝关节纤维的敏感性,导致伤害感受,这反映在热痛觉过敏和降低的机械阈值19<sup…
The authors have nothing to disclose.
本研究由中国浙江省自然科学基金(批准号:LY17H270016),中国国家自然科学基金(批准号:81774331,81873049和81673997)和中国浙江省中医药科学技术项目(批准号:2013ZQ007和2016ZZ011)资助。
Anti-Collagen II antibody | Abcam(UK) | 34712 | Primary antibody for immunohistochemistry (IHC) |
Anti-Collagen X (Col10) antibody | Abcam(UK) | 49945 | Primary antibody for IHC |
DigiGait Imaging System | Mouse Specifics (Boston, MA, USA) | Equipment for gait patterns analyses | |
Eosin | Sigma-Aldrich | 861006 | The dye for HE staining |
Fast Green FCF | Sigma-Aldrich | F7252 | The dye for SO staining |
Goat anti-mouse antibody | ZSGQ-BIO (Beijing, China) | PV-9002 | Secondary antibody for IHC |
Goat anti-rabbit antibody | ZSGQ-BIO (Beijing, China) | PV-9001 | Secondary antibody for IHC |
Hematoxylin | Sigma-Aldrich | H3163 | The dye for HE staining |
MIA | Sigma-Aldrich | I4386-10G | powder |
MMP13 | Cell Signaling Technology, Inc. (Danvers, MA, USA) | 69926 | Primary antibody for IHC |
Modular tissue embedding center | Thermo Fisher Scientific (USA) | EC 350 | Produce paraffin blocks. |
Plantar Test apparatus | UgoBasile (Italy) | 37370 | Equipment for TWL assay |
PrimeScript RT reagent Kit (Perfect Real Time) | TaKaRa Biotechnology Co. Ltd. (Dalian, China) | RR037A | Extracte total RNA from cultured cells |
Rotary and Sliding Microtomes | Thermo Fisher Scientific (USA) | HM325 | Precise paraffin sections. |
Safranin-O | Sigma-Aldrich | S2255 | The dye for SO staining |
Tissue-Tek VIP 5 Jr | Sakura (Japan) | Vacuum Infiltration Processor |