关节炎模型

C57BL/6J小鼠，属动物界、脊索动物门、哺乳纲、啮齿目、鼠科、小家鼠种（Mus musculus），1921年Abby Lathrop得到动物后开始近亲交配，育成数个近交系。本实验中于SPF级动物房饲养。

　　使用8~9周龄的C57BL/6J雌性小鼠，分为两组，每组各6~7只。

　　关节炎诱导试剂为Chondrex公司生产的Arthrogen-CIA®Arthritogenic Monoclonal Antibody试剂盒。

对于模型组小鼠，每只腹腔注射5mg胶原抗体混合物，记为第0天，第3天时腹腔注射25~50μg LPS，能够快速诱导发病；第10~11天可选择性地再次注射25~50μg LPS，使加重病情，延长发病周期，继续观察。对照组在同样的时间腹腔注射等体积的PBS。

1、模型的形态特征

　　患病小鼠四肢的脚趾、脚掌以及踝部关节会出现红肿，严重则关节僵直，行动受阻。如图1所示。

图1：模型组小鼠发病后与对照组小鼠的足部状态对比。（A）、（C）模型组小鼠脚趾、脚掌、踝部关节出现红肿。（B）、（D）对照组小鼠不发病，足部状态正常。

　　对小鼠的发病情况进行统计学分析，如图2所示。模型组小鼠在第3天发病，病情在第9~10天达到一个高峰状态；第10~11天可选择性地再次注射25~50μg LPS，延长发病周期，病情加重，在第14~15天以后病情逐渐缓解。若不进行二次注射，炎症症状则从第11天开始逐渐下调。

　　图2中（A）显示模型组小鼠在第8天发病率达到100%，对照组全部不发病，故在图中不予显示。（B）显示模型组小鼠四肢发病数平均在3~4肢，在第12天病情达到最高峰，对照组不发病。（C）为对关节炎发病程度的评价，测量小鼠的踝部关节以及脚掌肿胀厚度，根据病情严重程度为其打分：足部无红肿，不发病——0分；1~2个脚趾红肿，或有轻微的红肿或红斑——1分，3~5个脚趾红肿或足部有较明显的红肿——2分；整个足部严重红肿，关节僵直——3分；每只动物最高分数为12分。对照组不发病故全部分数为0。

图2：统计小鼠足部发病情况。（A）发病率（B）四肢发病的数量（C）病情评价打分

2、模型的病理特点

（1）组织切片染色进行病理学分析

　　实验进行至第18~19天，处死动物收集样本。取小鼠四肢（主要为足部部分）浸没于10%中性福尔马林中进行固定，随后经甲酸脱钙后，石蜡包埋，切片，苏木素伊红（HE）染色，显微镜下观察。

如图2显示，（A）、（C）为模型组小鼠样本，表现为软骨受侵蚀，关节囊纤维组织增生，炎细胞浸润，骨质受破坏，滑膜细胞脱落，腔内积液等。（B）、（D）为对照组，其软骨面完整平滑，无增生与积液现象，表现正常。

图3：小鼠足部样本HE染色。（A）模型组：软骨侵蚀，关节囊纤维组织增生，炎细胞浸润，骨质破坏。（C）模型组：软骨面破坏，滑膜细胞脱落，有积液。（B、D）对照组：正常。

（2）CT检测骨骼损伤情况

　　将经10%中性福尔马林固定后的小鼠足部样本进行CT扫描拍片，观察其足部的骨骼损伤情况。如图4所示，（A）、（C）图中为模型组小鼠骨骼，骨骼表面不平整，扭曲变形，新生骨与破骨并存，骨骼损伤严重。（B）、（D）为对照组，骨骼表面与腔内平滑，正常无损伤。

图4：小鼠足部样本CT。（A）模型组表面俯视图（B）对照组表面俯视图（C）模型组截面图（D）对照组截面图

（3）模型组织中细胞因子表达情况的分析

检测小鼠关节与血液中几种主要的促炎性细胞因子的表达情况，如图5所示。其中IL-6、IL-17、TNF-α都是在炎症反应中起重要作用的促炎性细胞因子。IL-6对破骨细胞介导的骨质吸收、滑膜炎等炎症进程起关键作用，也是机体炎症反应的标志性细胞因子。IL-17是一种主要由活化T细胞产生的促炎性细胞因子，在T细胞介导的滑膜炎、骨破坏等过程起关键调节作用，是关节炎发生发展中最标志性的调节因子之一。TNF-α能够促进粘附分子和蛋白酶表达，在骨破坏以及滑膜细胞增生等过程中起重要作用[3]。因此，这些促炎性细胞因子的表达水平反应了病情的严重程度。

取得小鼠关节样本，提取RNA，反转录得到cDNA，通过Real-Time PCR检测关节中促炎性因子的相对表达量；提取小鼠血清，通过流式细胞术进行分析，检测血清中促炎性因子的表达量。虽然在取样时间段（第18~19天）炎症反应正逐渐下调，关节与血清中的IL-6、IL-17、TNF-α的表达量仍然高于正常水平。

图5：（A）关节中炎症因子的相对表达量（B）血清中炎症因子的表达水平