痛風性關節(jié)炎動物模型研究進展

楊玲玲 黃麗貞 鄧家剛

(1 廣西中醫(yī)藥大學藥學院，南寧，530001； 2 廣西中醫(yī)藥大學，南寧，530001)

痛風性關節(jié)炎動物模型研究進展

楊玲玲1黃麗貞1鄧家剛2

(1 廣西中醫(yī)藥大學藥學院，南寧，530001； 2 廣西中醫(yī)藥大學，南寧，530001)

痛風性關節(jié)炎是一種代謝障礙性疾病，近年來隨著人們生活方式的改變，其發(fā)病率逐升高，對該病的研究也逐漸增多。為進一步研究痛風性關節(jié)炎的形成機制及防治方法，提供一個近于人類發(fā)病機理的痛風性關節(jié)炎動物模型，茲就國內外痛風性關節(jié)炎模型做一綜述。

痛風性關節(jié)炎；動物模型；綜述

痛風(Gout)是由嘌呤代謝紊亂或尿酸排泄障礙所導致的一種異質性疾病，常由遺傳性或獲得性而致，其臨床特點是高尿酸血癥、痛風性急性關節(jié)炎反復發(fā)作、痛風石形成，常累及腎，引起慢性間質性腎炎和尿酸腎結石形成[1-2]。近年來，隨著人們生活方式的改變，痛風患病率有逐年上升，且有年輕化的趨勢[3-4]。有研究表明，痛風是心腦血管疾病的獨立危險因素[5]，估計在今后10～20年高尿酸血癥將成為我國僅次于糖尿病的第二位代謝性疾病[6]，因此，其發(fā)病機理及治療方法的研究倍受世人的關注。而建立痛風性關節(jié)炎動物模型是研究痛風的基礎，為了建立理想的痛風性關節(jié)炎動物模型，國內外學者進行了長期的研究，嘗試了多種方法，也取得了一定的進展?，F(xiàn)將國內外在建立痛風性關節(jié)炎動物模型方面的進展綜述，以期為今后開展更深入的研究及應用提供參考。

1 建立痛風性關節(jié)炎動物模型的基本原理

目前常用于痛風研究的造模動物有大/小鼠、兔子等差嚙齒類，雞、鵪鶉等禽類以及靈長類。大多數(shù)動物(包括貓、狗等哺乳動物)體內存在尿酸分解酶，可將尿酸進一步分解為尿囊素。尿囊素是種水溶性良好，不會在組織內沉積造成損害的無毒物質，可隨尿液排出體外，故多數(shù)動物并無高尿酸血癥和痛風。人體內缺乏尿酸分解酶，無法將嘌呤代謝終產(chǎn)物尿酸進一步分解成尿囊素，加上不合理的飲食結構，而易發(fā)高尿酸血癥及痛風。禽類、靈長類與人尿酸代謝過程接近，但由于實際條件所限，在大規(guī)模實驗研究中難以做到，所以要在常用動物上建立高尿酸血癥并引起痛風發(fā)作的模型相當困難。

現(xiàn)代研究認為，關節(jié)部位析出的尿酸鈉(Monosodium Urate，MSU)晶體是造成痛風性關節(jié)炎關鍵的化學物質[7]。當MSU晶體沉積在關節(jié)腔周圍時，可以誘導中性粒細胞、單核細胞、肥大細胞等系統(tǒng)活化，通過旁分泌或自分泌出多種炎癥遞質如TNF-α、IL-1β、IL-8等[8-9]，這些炎癥因子大量分泌引起局部血管擴張、通透性增加、滲出、水腫、發(fā)熱等炎癥反應而在痛風發(fā)病過程中扮演著重要的角色[10-12]，因此人們制備痛風性關節(jié)炎動物模型通常是通過模擬把炎癥遞質MSU溶液直接注射到動物關節(jié)腔內的方法。

2 痛風性關節(jié)炎動物模型的造模方法

目前，通常采用的痛風性關節(jié)炎動物模型的建模方法有：尿酸鹽關節(jié)腔注射、足趾墊注射及尿酸鹽氣囊注入等，主要涉及到的動物有雞、鵪鶉等禽類動物，大鼠、小鼠、兔子等哺乳類動物。

2.1 單純性急性痛風性關節(jié)炎動物模型 據(jù)報道，約有10%的高尿酸血癥患者最終可發(fā)展為痛風，但有學者發(fā)現(xiàn)在急性痛風性關節(jié)炎患者中，有67%患者血尿酸值正常，只表現(xiàn)了急性痛風性關節(jié)炎發(fā)作[13-15]，所以有學者只將尿酸鹽注射到關節(jié)腔造成單純性急性痛風性關節(jié)炎模型。如Coderre等[16]最早設計了給大鼠局部關節(jié)注射MSU造成急性痛風性踝關節(jié)炎模型：將50 μL(10～100 mg/mL)MSU溶液從右踝關節(jié)外側后方以45 °注入雄性大鼠關節(jié)腔內，誘導后2 h出現(xiàn)均出現(xiàn)了痛風性關節(jié)炎體征。也有學者[17-18]將0.2 mL(0.4 mg)MSU結晶混懸液注射到大鼠右足墊皮內致炎，制備大鼠足趾腫脹模型。Kazunori Fujiwara等[19]用戊巴比妥鈉(30 m/kg)從耳緣靜脈注入將兔麻醉，剃除雙側膝關節(jié)周圍的毛，對皮膚進行常規(guī)消毒，輕彎曲膝關節(jié)，從關節(jié)側位或正中進針，將0.5 mL(10 mg)MSU溶液通過髕上韌帶注入兔膝關節(jié)腔，造成急性痛風性關節(jié)炎模型。也有學者[20]合用MSU溶液0.4 mL(25 mg/mL)與多黏菌素B 0.1 mL(10 U/mL)造成兔急性痛風性關節(jié)炎。李澤等[21]依據(jù)McCarty-Francis N法建立雄性白來航雞急性痛風性關節(jié)炎模型，常規(guī)消毒雞腿部左側皮膚后，輕度屈曲關節(jié)，通過膝關節(jié)后側韌帶沿關節(jié)正中進針，將配置好的2%尿酸鈉溶液按0.5 mL/kg注入公雞膝關節(jié)腔，1次/3 d，連續(xù)注射4次。

這些模型雖然只是一種急性非特異性炎癥反應，與人類痛風病發(fā)生機理有所不同，但可以模擬痛風的局部關節(jié)炎癥狀，適用于局部關節(jié)癥狀的觀察。以上鼠兔模型已是國際上篩選痛風藥物抗炎作用的常用方法，模型穩(wěn)定，操作簡單，可以根據(jù)實驗研究需要進行治療性給藥或預防性給藥。應用尿酸、嘌呤成分及特異飼料配方誘發(fā)禽類痛風性關節(jié)炎雖有報道[22]，但尚待深入研究。

2.2 伴高尿酸血癥性急性痛風性關節(jié)炎動物模型 高尿酸血癥是痛風最主要的生化基礎，尿酸水平升高至過飽后就促使尿酸結晶在關節(jié)腔內形成，MSU的沉積促進痛風性關節(jié)炎的發(fā)展[12,23]，故有人就采用高尿酸血癥急性痛風性關節(jié)炎結合模型。而建立高尿酸血癥動物模型，主要是根據(jù)增加尿酸來源和減少尿酸去路兩種措施進行造模。通常采用飼喂、灌胃、腹腔注射、皮下注射的形式進行給藥，灌胃或腹腔注射高嘌呤成分或尿酸，以增加黃嘌呤氧化酶活性，促進尿酸的產(chǎn)生，從而獲得高尿酸血癥模型；腹腔注射或皮下注射氧嗪酸鉀等，以抑制動物體內尿酸酶活性，減少尿酸排泄，進而誘發(fā)動物血清尿酸水平的持續(xù)升高。在尿酸升高的基礎上或直接結合Coderre等經(jīng)典急性痛風性關節(jié)炎模型，或模擬臨床發(fā)病機制采用冷水浴(或敷)方法制備伴高尿酸血癥性急性痛風性關節(jié)炎模型。如姚麗等[24]對Coderre法制備的痛風性關節(jié)炎模型進行改良：模型A組：腹腔注射用3%氧嗪酸鉀溶液(0.3 mL/kg)；模型B組：腹腔注射1 g/mL(1 000 mg/kg)次黃嘌呤；15 min后，用6號注射器將0.2 mL(100 mg/mL)尿酸鈉溶液注入到2組大鼠右側踝關節(jié)腔內。結果發(fā)現(xiàn)與空白組比較，模型A、B 2組血尿酸水平升高，維持時間長，關節(jié)滑膜組織形態(tài)學及不同時相大鼠步態(tài)改變明顯，與模型A組比較，模型B組痛風性關節(jié)炎癥狀更加明顯。呂軍[25]也用3%氧嗪酸鉀溶液以1 mL/100 g對大鼠進行腹腔內注射，2次/d，持續(xù)1周后，將0.05 mL(250 mg/mL)尿酸鈉溶液注入到關節(jié)腔內，造模后可在48 h內維持良好的痛風性關節(jié)炎體征。時樂等[26]通過每天給大鼠飼喂含次黃嘌呤(HX100 g/kg)飼料，皮下注射給予氧嗪酸鉀1 mL/kg(100 mg/kg)，1次/2 d，連續(xù)6次，結合每天早上將大鼠放入10～12 ℃的冷水中10 min，1次/1 d，共12 d，造成高尿酸的急性痛風性關節(jié)炎模型。孫賽君等[27]以5%的次黃嘌呤溶液(10 mL/kg)灌胃結合每天冰水混合物持續(xù)冰敷3 h，誘導大鼠急性痛風性關節(jié)炎模型。

腹腔注射高嘌呤成分、尿酸或尿酸酶抑制劑結合Coderre等方法制備的伴高尿酸血癥性急性痛風性關節(jié)炎動物模型，雖然易于操作，但不能形成持久的模型，且此方法造模與人類痛風病形成的原因相差較大；灌胃或飼喂造模劑結合冷水浴(敷)方法制備的伴高尿酸血癥性急性痛風性關節(jié)炎動物模型，尿酸變化大，與人類的痛風性關節(jié)炎發(fā)生有一定的的相似之處，但動物在寒冷環(huán)境中出現(xiàn)明顯身體不適，易凍傷死亡，影響了造模成功率，操作繁瑣且不可長期持續(xù)，有待進一步研究。

2.3 慢性痛風性關節(jié)炎動物模型 慢性痛風性關節(jié)炎的重要表現(xiàn)與特征是痛風性結節(jié)腫形成，所以有人就以鼠氣泡模型來模擬慢性痛風性關節(jié)炎。Ryckman等[28]將小鼠麻醉后，背部皮下注射3 mL滅菌過濾空氣以形成適當大小的氣囊，第3天重復注射以維持一周內形成一層滑膜樣膜，第7天將1 mL無熱原MSU結晶(1.5 mg)注入氣囊，形成痛風性滑膜炎模型。Rull等[29]報道了大鼠MSU結晶皮下氣囊模型的復制：大鼠麻醉后背區(qū)剃毛，消毒，將10 mL滅菌空氣皮下注入形成氣囊，每2～3 d重復注射空氣以維持氣囊脹大，第6天將15 mg的MSU注入氣囊內。Nalbant等[30]改將24 mL滅菌空氣從背部皮下注入造成假滑膜腔，第6天注射5 mg的MSU到氣囊內也造成了慢性痛風性關節(jié)炎。

鼠氣泡模型可以收集不同時段氣囊中滲出物，探究炎癥的病理過程，且具有痛風性滑膜炎的病理特征，但無法模擬出痛風性關節(jié)炎炎癥部位骨損傷情況，故常被用作痛風性滑膜炎動物模型。

2.4 其他類型痛風性關節(jié)炎動物模型 痛風屬于中醫(yī)“痹癥”的范疇，主要是由于痰熱瘀滯而致?！吨嗅t(yī)病證診斷療效標準》將其分為濕熱蘊結型、瘀熱阻滯型、痰濁阻滯型和肝腎陰虛型4型，以濕熱蘊結型多見[31]。熊輝等[32]以普通飼料喂養(yǎng)大鼠，200 g/L蜂蜜水自由飲用，并分別以油脂(10 g/kg)或52%紅星二鍋頭酒(10 mL/kg)灌胃，二者交替進行，持續(xù)10 d。自第11天開始，將大鼠置入濕熱[相對濕度為(92±3)%、溫度(32±2)℃]的人工氣候箱中喂養(yǎng)，在第13天上午，于在大鼠右側踝關節(jié)腔注射50 μL(20 mg/mL)的MSU溶液，制備痛風性關節(jié)炎濕熱證病證結合大鼠模型。

此模型是模擬臨床上常見的痛風性關節(jié)炎證候類型—濕熱蘊結型，將痛風性關節(jié)炎“病”與中醫(yī)濕熱“證”病證復合的動物模型，雖然同時表現(xiàn)出痛風性關節(jié)炎“病”與“濕熱”的癥狀，但這有別于中醫(yī)濕熱內蘊，瘀滯絡道而致痛風性關節(jié)炎。

3 小結

綜上所述，研究者在建立痛風性關節(jié)炎動物模型方面嘗試了很多方法，也有了一定的進展。實驗中應用較廣的模型是尿酸鈉晶體直接注射到局部關節(jié)造成的痛風性關節(jié)炎模型，它是按照其病理特點來復制的，與人類痛風性關節(jié)炎發(fā)病機制有別，但在癥狀上表現(xiàn)出了炎癥、疼痛及高尿酸血癥的特征，且易于操作，方便控制，成功率高，較適用于局部關節(jié)炎癥狀的觀察。雖有學者嘗試應用灌胃造模劑結合冷水浴(敷)方法復制大鼠急性痛風性關節(jié)炎動物模型及應用嘌呤類成分、尿酸或特異飼料配方復制禽類高尿酸血癥伴關節(jié)病變動物模型，與人類因不合理飲食結構而易誘發(fā)痛風性關節(jié)炎發(fā)生有相似之處，是目前較理想模型，可以選用，但對于其發(fā)病機理，還需進一步研究積累資料。

目前痛風性關節(jié)炎動物模型基本是按照西醫(yī)病理特點來復制的，不具有痛風性關節(jié)炎的中醫(yī)本質與特點，與人類痛風性關節(jié)炎發(fā)病機理不完全符合。若從中醫(yī)傳統(tǒng)病機病因觀念出發(fā)，復制出符合其自身規(guī)律和特點的痛風性關節(jié)炎動物模型，將更符合人類痛風性關節(jié)炎發(fā)病機制。

[1]宋薇,劉精東.高尿酸血癥和痛風的流行病學及影響因素研究進展[J].江西醫(yī)藥,2013,48(5):459-462.

[2]石白,殷海波,張錦花.痛風現(xiàn)代流行病學及其發(fā)病機制研究進展[J].風濕病與關節(jié)炎,2012,1(6):51-55.

[3]劉慧,遲蕾,閻志翻,等.高尿酸血癥與痛風的流行特征及影響因素[J].中國現(xiàn)代醫(yī)藥雜志,2011,13(7):106-107.

[4]閻勝利.痛風的流行病學資料特點[J].山東醫(yī)藥,2010,50(43):107.

[5]楊紹坤.痛風主要臨床危險因素分析[J].現(xiàn)代診斷與治療,2013,24(5):1080-1081.

[6]張蓓,孫玉萍,姚華.hURAT1、SLC2A9、ABCG2與高尿酸血癥、痛風的關系及臨床意義[J].醫(yī)學綜述,2013,19(2):216-218.

[7]Pascual Eliseo，Pedraz Teresa.Gout[J].Current Opinion in Rheumatology,2004,16(3):282-286.

[8]李迎春,徐建華.急性痛風性關節(jié)炎的發(fā)病機制及研究進展[J].安徽醫(yī)學,2013,34(1):96-98.

[9]周臘梅,陶娟.痛風性關節(jié)炎的研究進展[J].中國中醫(yī)藥現(xiàn)代遠程教育,2011,9(6):150-151.

[10]Ponce L，Arjona M，Blanco G，et al.The effect of montelukast in a model of gouty arthritis induced by sodium monourate crystals[J].Investigacion Clinica,2011,52(1):15-22.

[11]R.Clive Landis，Dorian O.Haskard.Pathogenesis of Crystal-Induced Inflammation[J].Current Rheumatology Reports,2001(3):36-41.

[12]張玉梅,王薈.痛風發(fā)病機制的研究進展[J].Medical Recapitulate,2012,18(15):2441-2444.

[13]崔炎,王平,張榜,等.急性痛風性關節(jié)炎和血尿酸及尿酸鹽結晶的關系[J].中國中西醫(yī)結合外科雜志,2014,20(5):501-503.

[14]潘媛,徐立,時樂,等.痛風性關節(jié)炎的發(fā)生與尿酸鹽結晶沉積[J].安徽醫(yī)藥,2009,13(11):1305-1307.

[15]楊保林,丁崗.芪桂痛風舒顆粒治療痛風性關節(jié)炎16例療效觀察[J].中國中藥雜志,2013,38(2):276.

[16]Coderre TJ,Wall PD.Ankle joint urate arthritis in rats：an alternative animal model of arthritis to that produce by Freud's adjuvant[J].Pain,1987，28(3):379-393.

[17]Mahaboobkhan Rasool，Palaninathan Varalakshmi.Suppressive effect of Withania somnifera root powder on experimental gouty arthritis：An in vivo and in vitro study[J].Chemico-Biological Interactions,2006,164(3):174-180.

[18]Evan Prince Sabina，Sllruthi Nagar，Mahaboobkhan Rasool.A Role of Piperine on Monosodium Urate Crystal-Induced Inflammation—An Experimental Model of Gouty Arthritis[J].Inflammation,2011,34(3):184-192.

[19]Kazunori Fujiwara，Susumu Ohkawara，Katsumasa Takagi，et al.Involvement of CXC Chemokine Growth-Related Oncogene-α in Monosodium Urate Crystal-Induced Arthritis in Rabbits[J].Laboratory Investigation,2002,82(10):1297-1304.

[20]王文娟,方改英,雒向寧.當歸拈痛丸對尿酸鈉致家兔痛風性關節(jié)炎模型關節(jié)組織中6-K-PGF1的影響[J].陜西中醫(yī)學院學報,2008,31(4):69-70.

[21]李澤,張記恩,榮俊.痛風性關節(jié)炎動物模型制備的研究[J].長江大學學報：自科版,2013,10(15):9-12.

[22]蘇友新,陳偉宏,王和鳴,等.痛風寧顆粒對實驗性雞痛風性關節(jié)炎的影響[J].中國骨傷,2003,16(5):275-277.

[23]馬剛.急性痛風性關節(jié)炎疼痛局部神經(jīng)阻滯治療[J].中國醫(yī)刊,2011,46(6):74.

[24]姚麗,劉樹民,于書.痛風性關節(jié)炎動物模型的改良[J].中國實驗動物學報,2009,17(3):210-212.

[25]呂軍,呂芳,方和金,等.高尿酸血癥并急性痛風性關節(jié)炎大鼠模型的建立[J].中國現(xiàn)代醫(yī)學雜志,2013,23(27):11-16.

[26]時樂,徐立,尹蓮,等.冷水泳浴對高尿酸血癥模型大鼠誘發(fā)痛風性關節(jié)炎的影響[J].中國藥理學與毒理學雜志,2012,26(1):25-29.

[27]孫賽君,袁卉,蔣金鵬,等.次黃嘌呤灌胃加冰敷法誘導大鼠急性痛風性關節(jié)炎模型[J].長江大學學報：自科版,2014,11(9):38-40,43.

[28]Carle Ryckman，Shaun R.McColl，Karen Vandal，et a1.Role of S100A8 and S100A9 in Neutrophil Recruitment in Response to Monosodium Urate Monohydrate Crystals in the Air-Pouch Model of Acute Gouty Arthritis[J].Arthritis & Rheum,2003,48(8)：2310-2320.

[29]Rull M，Claybume G，Sieck M，et a1.Intra-articular corticosteroid preparations：different characteristics and their effect during inflammation induced by monosodium urate crystals in the rat subcutaneous air pouch[J].Rheumatology(Oxford),2003,42(9)：1093-1100.

[30]Nalbant S,Chen LX,Sieck MS,et al.Prophylactic effect of highly selective COX-2 inhibition in acute monosodium urate crystal induced inflammation in the rat subcutaneous air pouch[J].Rheumatol,2005,32(9):1762-1764.

[31]國家中醫(yī)藥管理局.中醫(yī)病證診斷療效標準[S].中國醫(yī)藥科技出版社,2012:66-67.

[32]熊輝,曲良燁,向黎黎,等.痛風性關節(jié)炎濕熱證病證結合模型的建立[J].中醫(yī)正骨,2014,26(3):14-20.

(2014-12-11收稿 責任編輯：張文婷)

Research Process of Animal Model of Gouty Arthritis

Yang Lingling1, Huang Lizhen1, Deng Jiagang2

(1GuangxiuniversityofChinesemedicinepharmaceuticalcollege,Nanning530001,China; 2GuangxiuniversityofChinesemedicine,Nanning530001,China)

Gouty arthritis is a metabolic disorder. In recent years, with changing lifestyles, the incidence rate of gouty arthritis gradually increased and studies relate to the disease gradually increased. To further study the formation mechanism and control methods of gouty arthritis, this paper did a review on studies of animal model of gouty arthritis.

Gouty arthritis; Animal model; Review

廣西中藥藥效研究重點實驗室(編號：13-051-06)；廣西中醫(yī)藥管理局中醫(yī)藥科技專項課題項目(編號：GXYZ1136)

楊玲玲(1987—)，女，漢族，碩士研究生，研究方向：中藥理論與藥效篩選、新藥開發(fā)研究，E-mail：376116395@qq.com

鄧家剛(1953—)，男，碩士，終身教授，博士研究生導師，研究方向：中藥效篩選與中藥基礎理論研究工作，E-mail：dengjg@tom.com

R589.7

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2015.09.045