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骨关节炎早期模型小鼠软骨下骨的形态学特征

         
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背景:骨关节炎是一种以关节软骨降解和软骨下骨硬化为主要病理改变的退行性关节疾病,骨细胞在软骨下骨硬化中的作用和机制尚不明确.目的:探讨负荷加重导致的小鼠膝骨关节炎软骨下骨的病理特点、骨矿化指标以及骨细胞形态学和骨硬化蛋白分泌水平的改变.方法:选取10周龄的C57BL/6雄性小鼠共20只,随机分为骨关节炎组与对照组,每组各10只.骨关节炎组全麻下行前交叉韧带横切术建立膝骨关节炎模型,对照组行假手术.术后4周处死小鼠并收取膝关节样本,分别进行苏木精-伊红染色、甲苯胺蓝染色及国际骨关节炎研究学会评分;Micro-CT评价软骨下骨松质和软骨下硬骨板的骨矿化密度及相对骨体积分数值;扫描电镜观察骨细胞及软骨下骨板的形态学改变;免疫组化染色检测SOST/sclerostin的表达变化.结果 与结论:①苏木精-伊红染色、甲苯胺蓝染色显示前交叉韧带横切术后4周,小鼠膝关节软骨及软骨下骨均出现明显骨关节炎表型,国际骨关节炎研究学会评分增高(P<0.05);②Micro-CT结果显示,前交叉韧带横切术后4周,膝骨关节的软骨下骨松质和软骨下硬骨板区域骨矿化密度值减少(P<0.05),而相对骨体积分数值增高(P<0.05),提示骨关节炎软骨下骨硬化是由骨矿化密度的下降和骨体积分数增高形成的;③扫描电镜结果显示,骨关节炎组小鼠膝关节软骨下骨板中的骨细胞失去正常的形态和排列方式,软骨下骨板矿化沉积形态不规则;④免疫组化染色显示,骨关节炎组小鼠膝关节中SOST/sclerostin免疫组化染色阳性细胞数明显较少,提示骨细胞形态的改变可能和骨硬化蛋白分泌水平改变有关;⑤结果表明,骨关节炎早期软骨下骨硬化主要体现为骨矿化密度值减少、相对骨体积分数值增高以及软骨下骨微观形态的不规则改变;前交叉韧带横切诱导下,在骨关节炎早期骨细胞即出现明显形态和排列的改变,分泌骨硬化蛋白的量亦受到影响.

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