动物造模

大鼠关节炎模型

大鼠关节炎模型服务的定义和实验方法的介绍


一、 定义

 

大鼠关节炎模型服务是指通过特定的诱导方法,在健康大鼠身上模拟人类关节炎(如类风湿关节炎或骨关节炎)的核心病理特征(包括关节炎症、滑膜增生、软骨破坏、骨质侵蚀以及关节功能障碍)的科学研究服务。该模型主要用于研究关节炎的发病机制、评估潜在治疗药物或干预策略的有效性。

 

二、 实验方法

 

根据目标关节炎类型(主要分为炎性/自身免疫性关节炎和骨关节炎),常用的大鼠建模方法包括:

 

1.  诱导炎性/自身免疫性关节炎模型 (主要模拟类风湿关节炎)

 

佐剂诱导性关节炎 (AIA - Adjuvant-Induced Arthritis):

 

原理: 利用弗氏完全佐剂(CFA,含灭活结核分枝杆菌)诱发强烈的全身性免疫炎症反应,主要攻击关节。

 

操作:

 

选择易感品系大鼠(如LewisSDWistar大鼠,常用雌性)。

 

在大鼠尾根部、足垫或背部皮内注射CFA(通常0.1-0.2 mL,含1-10 mg/mL灭活结核杆菌)。

 

设立注射弗氏不完全佐剂(IFA,不含结核杆菌)或生理盐水的对照组。

 

通常在注射后10-14天出现多发性关节炎。

 

胶原诱导性关节炎 (CIA - Collagen-Induced Arthritis):

 

原理: 使用异种(通常为牛或鸡)II型胶原蛋白(CII)免疫大鼠,诱发针对自身关节软骨中II型胶原的自身免疫反应。

 

操作:

 

选择易感品系大鼠(如DALewisSD大鼠,常用雌性)。

 

初次免疫: 将乳化于CFA(或IFA)中的CII(通常剂量为100-500 μg/只)注射于尾根部、背部或足垫皮内。

 

加强免疫(可选但常用): 在初次免疫后7-21天,将乳化于IFA中的CII注射一次(剂量通常低于初次免疫)。

 

设立注射CFA/IFA(不含胶原)或生理盐水的对照组。

 

通常在初次免疫后2-4周出现关节炎。

 

2.  诱导骨关节炎模型 (OA - Osteoarthritis, 主要模拟退行性骨关节炎)

 

碘乙酸钠诱导法 (MIA - Mono-iodoacetate-Induced Osteoarthritis):

 

原理: 关节腔内注射碘乙酸钠(MIA),选择性抑制糖酵解途径中的甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH),导致软骨细胞能量代谢障碍和死亡,进而引发软骨退变、滑膜炎及骨重塑异常。

 

操作:

 

选择成年大鼠(常用SDWistar大鼠,性别不限)。

 

麻醉后,屈曲目标关节(常用膝关节),向关节腔内注射MIA溶液(剂量范围通常为0.3-3 mg/关节,溶于生理盐水,常用1 mg/50μL)。

 

关键点: 需精准注入关节腔,避免漏液或损伤周围组织。注射后轻柔活动关节使溶液扩散。

 

设立注射等体积生理盐水的对照组。

 

通常在注射后数天至数周内出现进行性关节病变。

 

手术诱导法 (如前交叉韧带横断术 - ACLT, 或半月板失稳术 - MMx):

 

原理: 通过外科手术破坏关节的稳定性(如切断前交叉韧带、切除部分半月板),改变关节的生物力学负荷,导致软骨因异常应力而发生渐进性退变。

 

操作:

 

选择成年大鼠(常用SDWistar大鼠,性别不限)。

 

在严格无菌条件下和麻醉后,切开关节囊暴露膝关节。

 

ACLT: 识别并完全横断前交叉韧带。

 

MMx: 切除内侧半月板的前角或造成其撕裂。

 

彻底止血后,逐层缝合关节囊和皮肤。

 

设立假手术组(仅切开暴露关节但不损伤韧带或半月板)作为对照。

 

术后允许自由活动,通常在术后4-12周出现明显的骨关节炎病变。

 

(模型验证说明: 无论采用何种方法,建模后需要通过关节肿胀评分、组织病理学检查(如苏木精-伊红染色、番红O-固绿染色评估软骨破坏)、影像学检查(如Micro-CT评估骨赘形成、软骨下骨硬化)或行为学测试(如步态分析、机械痛敏测试)等来确认模型成功建立。此部分为验证环节,非实验方法本身,故未列入方法正文)。