小鼠骨關(guān)節(jié)炎模型中脛骨軟骨下骨微結(jié)構(gòu)的Micro-CT分析

吉 喆，黨曉謙，王坤正，周 虹

（1.西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部第二附屬醫(yī)院骨科，陜西西安 710004；2.悉尼大學(xué)ANZAC研究所，澳大利亞悉尼 2139）

小鼠骨關(guān)節(jié)炎模型中脛骨軟骨下骨微結(jié)構(gòu)的Micro-CT分析

吉 喆1，黨曉謙1，王坤正1，周 虹2

（1.西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部第二附屬醫(yī)院骨科，陜西西安 710004；2.悉尼大學(xué)ANZAC研究所，澳大利亞悉尼 2139）

目的 應(yīng)用顯微CT（Micro-CT）技術(shù)觀察和分析小鼠骨關(guān)節(jié)炎模型中軟骨下骨微結(jié)構(gòu)的變化，為進(jìn)一步了解軟骨下骨在骨關(guān)節(jié)炎疾病發(fā)展中的作用提供一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。方法 野生型小鼠12只，隨機(jī)均分為內(nèi)側(cè)半月板-脛骨韌帶切斷術(shù)組（DMM組）和對(duì)照組（假手術(shù)組）。術(shù)后8周，取兩組動(dòng)物術(shù)側(cè)全膝關(guān)節(jié)置于Micro-CT儀器中進(jìn)行掃描，應(yīng)用三維重建處理和分析軟件對(duì)內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)軟骨下骨全部及其外、中、內(nèi)1/3三個(gè)亞區(qū)域的骨體積分?jǐn)?shù)（BV/ TV）、骨小梁厚度（Tb.Th）、骨小梁數(shù)量（Tb.N）、骨小梁分離度（Tb.Sp）和組織骨密度（TMD）進(jìn)行檢測(cè)，并行膝關(guān)節(jié)的病理組織學(xué)染色。結(jié)果 與對(duì)照組比較，DMM實(shí)驗(yàn)組小鼠在Micro-CT成像和組織學(xué)染色上均出現(xiàn)軟骨下骨骨小梁增寬、致密、排列紊亂不均勻等表現(xiàn)，關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)緣可見(jiàn)骨贅形成；在全部亞區(qū)域的Tb.Th、外1/3亞區(qū)域的BV/TV與TMD、中1/3亞區(qū)域的BV/TV、Tb.Th與TMD、內(nèi)1/3亞區(qū)域的Tb.Th均升高，而在全部亞區(qū)域的Tb.N、外1/3亞區(qū)域的Tb.Sp、中1/3亞區(qū)域的Tb.N與Tb.Sp、內(nèi)1/3亞區(qū)域的BV/TV與Tb.N均降低。結(jié)論 對(duì)小鼠DMM骨關(guān)節(jié)炎模型的脛骨軟骨下骨多個(gè)亞區(qū)域進(jìn)行微結(jié)構(gòu)的Micro-CT測(cè)量分析可獲得小鼠模型更加全面的數(shù)據(jù)資料。

Micro-CT；骨關(guān)節(jié)炎；軟骨下骨；骨微結(jié)構(gòu)

骨關(guān)節(jié)炎（osteoarthritis，OA）是一種慢性退行性關(guān)節(jié)疾病，并常有軟骨、軟骨下骨、滑膜、半月板、韌帶、肌腱及關(guān)節(jié)表面肌肉受累［1］。而在中老年人群中，OA多數(shù)表現(xiàn)為膝關(guān)節(jié)的退行病變，臨床上患者長(zhǎng)期受關(guān)節(jié)疼痛、腫脹、僵硬及活動(dòng)功能障礙的困擾，嚴(yán)重影響其生活質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在OA的病理生理過(guò)程中，不僅僅存在著軟骨的損傷和修復(fù)［2］，同時(shí)，也存在關(guān)節(jié)軟骨下骨的結(jié)構(gòu)和功能改變［3-5］。雖然目前尚缺乏足夠的證據(jù)證明軟骨下骨的病變是OA疾病發(fā)生的啟動(dòng)因素，但大量的研究不僅證實(shí)了軟骨下骨的改變是OA疾病發(fā)生發(fā)展的重要方面，而且軟骨下骨微結(jié)構(gòu)與生物力學(xué)的改變也可以促使軟骨的退變［5-7］。因此，對(duì)軟骨下骨微結(jié)構(gòu)的研究可以更深層次地認(rèn)識(shí)軟骨下骨在OA疾病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的作用。

骨結(jié)構(gòu)研究主要采取的是體視學(xué)研究方法，即將骨組織切片掃描得到圖像，建立數(shù)學(xué)模型，計(jì)算得到骨的各項(xiàng)指標(biāo)［8］。而計(jì)算機(jī)X射線(xiàn)斷層掃描（computed tomography，CT）由于其分辨率有限，無(wú)法研究骨微結(jié)構(gòu)。隨著Micro-CT技術(shù)的出現(xiàn)和進(jìn)步，人們不僅可以在活體上研究骨微結(jié)構(gòu)，如骨小梁形態(tài)，而且在不破壞骨組織的前提下，還能更快得到更多、更精細(xì)的數(shù)據(jù)，比如骨組織圖像的三維重建和骨組織各項(xiàng)參數(shù)的定量分析等［9-11］。由于其在骨組織分析中的這些優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)在骨科研究中的應(yīng)用具有許多不可替代的優(yōu)勢(shì)［9-10，12］。本研究旨在通過(guò)應(yīng)用Micro-CT技術(shù)對(duì)小鼠OA模型中軟骨下骨微結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行觀察和分析，為進(jìn)一步研究OA疾病的發(fā)展提供更多的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物健康5月齡雄性野生型小鼠12只，體質(zhì)量為50～60 g。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物由悉尼大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。小鼠飼養(yǎng)在恒溫（21～22℃）的SPE（specific pathogen free）房間，每隔12 h光暗循環(huán)，實(shí)驗(yàn)期間動(dòng)物自由攝食和飲水（消毒自來(lái)水）。實(shí)驗(yàn)選取的時(shí)間段為9∶00～12∶00。實(shí)驗(yàn)中對(duì)動(dòng)物的處置符合《澳大利亞關(guān)于善待和使用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的科學(xué)研究準(zhǔn)則》以及中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部頒布的《關(guān)于善待實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的指導(dǎo)性意見(jiàn)》的相關(guān)要求。

1.2 主要材料、儀器和軟件SkyScan 1172高分辨率臺(tái)式Micro-CT系統(tǒng)，比利時(shí)Bruker公司的CTVox V3.0、Data Viewer V1.5.1、CT Analyser V1.14.4軟件。

1.3 動(dòng)物分組及骨關(guān)節(jié)炎建模方法采用隨機(jī)數(shù)字表將實(shí)驗(yàn)小鼠均分為2組，每組6只，即內(nèi)側(cè)半月板-脛骨韌帶切斷術(shù)組（DMM組）和對(duì)照組（假手術(shù)組）。DMM組小鼠即骨關(guān)節(jié)炎模型組，具體建模方法為：用含75 g/L氯胺酮與10 g/L鹽酸甲苯噻嗪的生理鹽水腹腔注射進(jìn)行麻醉，仰臥固定，右下肢膝關(guān)節(jié)及周?chē)鷤淦ぁ⑾?、鋪無(wú)菌手術(shù)巾，于解剖顯微鏡下行右膝關(guān)節(jié)髕骨內(nèi)側(cè)切口，將髕骨翻向外側(cè)，顯露內(nèi)側(cè)半月板-脛骨韌帶（圖1），鏡下切斷此韌帶，避免損傷關(guān)節(jié)軟骨，通過(guò)內(nèi)側(cè)半月板的被動(dòng)移位來(lái)確認(rèn)韌帶的完全橫斷［12-13］。復(fù)位髕骨，縫合關(guān)節(jié)囊及皮膚。對(duì)照組小鼠給予假手術(shù)處理，即顯微鏡下行右膝關(guān)節(jié)髕骨內(nèi)側(cè)表淺皮膚切開(kāi)后立即關(guān)閉切口。術(shù)后實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組分籠飼養(yǎng)，不限制其自由活動(dòng)。術(shù)后8周進(jìn)行以下檢測(cè)。

圖1 小鼠正常膝關(guān)節(jié)模式圖Eig.1 Diagram of the normal knee joint of the mouse

1.4 Micro-CT掃描術(shù)后8周處死小鼠。取小鼠右側(cè)全膝關(guān)節(jié)（包括全膝關(guān)節(jié)及鄰近股骨遠(yuǎn)端和脛骨近端），置于40 g/L多聚甲醛溶液中固定48 h。制備好的全膝關(guān)節(jié)標(biāo)本進(jìn)行Micro-CT掃描，條件為源電壓59 k V、源電流167μA、深度16 bit、曝光時(shí)間295 ms，分辨率為9.18μm，對(duì)同一標(biāo)本獲得500張不同橫截面1 000×1 000像素的BMP圖片。

1.5 軟骨下骨三維重建及測(cè)量指標(biāo)應(yīng)用Data Viewer V1.5.1三維重建處理軟件和CT Analyser V1.14.4組織分析軟件，對(duì)全膝關(guān)節(jié)的Micro-CT掃描圖片進(jìn)行三維圖像重建，選取2組小鼠重組圖像相同位置的軟骨下骨感興趣區(qū)域（region of interest，ROI）進(jìn)行定量分析。具體分析指標(biāo)如下：骨體積分?jǐn)?shù)（bone volume fraction，BV/TV）以%表示；骨小梁厚度（trabecular thickness，Tb.Th）以像素值表示；骨小梁數(shù)量（trabecular number，Tb.N）以1/像素值表示；骨小梁分離度（trabecular separation，Tb. Sp）以像素值表示；組織骨密度（tissue mineral density，TMD）以g/cm3表示。

1.6 組織學(xué)檢查全膝關(guān)節(jié)標(biāo)本經(jīng)脫鈣、脫水、石蠟包埋處理與冠狀位多層次連續(xù)組織切片后，進(jìn)行甲苯胺藍(lán)-固綠溶液組織學(xué)染色。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

運(yùn)用SPSS V22.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行兩組間比較的獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析，所有數(shù)據(jù)均采用±s表示，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 Micro-CT成像圖小鼠右側(cè)膝關(guān)節(jié)Micro-CT成像結(jié)果如圖2所示。DMM造模方法主要造成內(nèi)側(cè)半月板失穩(wěn)，故本實(shí)驗(yàn)著重觀察了膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)處的軟骨下骨微結(jié)構(gòu)變化（圖3）：DMM實(shí)驗(yàn)組軟骨下骨骨小梁出現(xiàn)增寬、致密等表現(xiàn)并呈現(xiàn)“融合”現(xiàn)象，部分骨小梁排列紊亂不均勻、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)消失，關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)邊緣處可見(jiàn)不同程度的橢圓形或圓形骨贅形成；對(duì)照組軟骨下骨骨小梁均勻、形狀規(guī)則、排列較為整齊有序。另外，可觀察到實(shí)驗(yàn)組內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)軟骨下骨的外、中、內(nèi)3個(gè)亞區(qū)域微結(jié)構(gòu)變化也存在差異，即內(nèi)、中部亞區(qū)域骨小梁改變較明顯，外部亞區(qū)域則改變較小，故對(duì)小鼠膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)軟骨下骨進(jìn)行了分區(qū)域研究。

圖2 小鼠膝關(guān)節(jié)冠狀位及脛骨近端橫斷位的Micro-CT成像圖及ROIEig.2 Micro-CT images and ROI of the coronary sections of knee joint and the transverse sections of proximal tibia between the two groups

2.2 軟骨下骨微結(jié)構(gòu)參數(shù)變化

2.2.1 BV/TV測(cè)量結(jié)果 DMM實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組小鼠在膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)軟骨下骨全部亞區(qū)域的BV/ TV相近且差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而在3個(gè)亞區(qū)域的測(cè)量值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，即在外1/3亞區(qū)域，實(shí)驗(yàn)組為（75.49±1.02）%，顯著大于對(duì)照組的（69.64±1.85）%（P=0.0197）；在中1/3亞區(qū)域，實(shí)驗(yàn)組為（79.44± 0.76）%，顯著大于對(duì)照組的（73.56±1.39）%（P= 0.004 1）；在內(nèi)1/3亞區(qū)域，實(shí)驗(yàn)組為（65.87± 1.83）%，顯著小于對(duì)照組的（73.25±1.06）%（P= 0.005 8，圖4）。

圖3 膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)軟骨下骨的亞區(qū)域Micro-CT成像結(jié)果及ROIEig.3 Micro-CT images and ROI of the compartments of subchondral bone from medial tibial plateau of knee joint

2.2.2 Tb.Th測(cè)量結(jié)果 DMM實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組小鼠在膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)軟骨下骨外1/3亞區(qū)域的Tb.Th值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而在其他區(qū)域的測(cè)量值則差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，即在全部亞區(qū)域，實(shí)驗(yàn)組為（25.16±0.48）%，顯著大于對(duì)照組的（20.71± 0.49）%（P=0.0001）；在中1/3亞區(qū)域，實(shí)驗(yàn)組為（21.23±0.72）%，顯著大于對(duì)照組的（17.71± 0.57）%（P=0.0032）；在內(nèi)1/3亞區(qū)域，實(shí)驗(yàn)組為（21.57±0.76）%，顯著大于對(duì)照組的（18.78± 0.62）%（P=0.0173，圖4）。

2.2.3 Tb.N測(cè)量結(jié)果 DMM實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組小鼠在膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)軟骨下骨外1/3亞區(qū)域的Tb.N值相近且差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而在其他區(qū)域的測(cè)量值則差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，即在全部亞區(qū)域，實(shí)驗(yàn)組為（0.029±0.001）%，顯著小于對(duì)照組的（0.035 ±0.001）%（P=0.000 5）；在中1/3亞區(qū)域，實(shí)驗(yàn)組為（0.038±0.001）%，顯著小于對(duì)照組的（0.042± 0.001）%（P=0.028 5）；在內(nèi)1/3亞區(qū)域，實(shí)驗(yàn)組為（0.031±0.001）%，顯著小于對(duì)照組的（0.039± 0.001）%（P=0.000 2，圖4）。

2.2.4 Tb.Sp測(cè)量結(jié)果 DMM實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組小鼠在膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)軟骨下骨全部亞區(qū)域和內(nèi)1/3亞區(qū)域的Tb.Sp值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而在其他區(qū)域的測(cè)量值差異則均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，即在外1/3亞區(qū)域，實(shí)驗(yàn)組為（10.87±0.84）%，顯著小于對(duì)照組的（14.31±0.72）%（P=0.011 0）；在中1/3亞區(qū)域，實(shí)驗(yàn)組為（6.51±0.35）%，顯著小于對(duì)照組的（9.01±0.53）%（P=0.002 8，圖4）。

2.2.5 TMD測(cè)量結(jié)果 DMM實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組小鼠在膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)軟骨下骨全部亞區(qū)域的TMD值相近且差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，在內(nèi)1/3亞區(qū)域的TMD值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而在其他區(qū)域的測(cè)量值差異則均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，即在外1/3亞區(qū)域，實(shí)驗(yàn)組為（0.773±0.012）%，顯著大于對(duì)照組的（0.713± 0.012）%（P=0.005 2）；在中1/3亞區(qū)域，實(shí)驗(yàn)組為（0.859±0.013）%，顯著大于對(duì)照組的（0.798± 0.018）%（P=0.021 7，圖4）。

圖4 兩組膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)軟骨下骨的各亞區(qū)域的BV/TV、Tb.Th、Tb.N、Tb.Sp、TMD的測(cè)量結(jié)果比較Eig.4 Comparison of BV/TV，Tb.Th，Tb.N，Tb.Sp，and TMD of subchondral bone from medial tibial plateau of knee joint in different compartments between the two groups

2.3 甲苯胺藍(lán)-固綠溶液組織學(xué)染色結(jié)果軟骨組織染為深紫藍(lán)色，骨組織染為淺青綠色；DMM實(shí)驗(yàn)組小鼠的膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)處（圖5黑框區(qū)域）較對(duì)照組的表面軟骨退化、變薄，軟骨下骨致密、孔隙少，且內(nèi)側(cè)邊緣可見(jiàn)明顯的橢圓形或圓形骨贅形成（圖5）。

3 討 論

骨生物力學(xué)的研究分為“量”、“質(zhì)”兩個(gè)方面，分別包括數(shù)量、容積、微結(jié)構(gòu)、骨基質(zhì)礦化等多個(gè)方面［14］。Micro-CT通過(guò)X線(xiàn)掃描和三維重建技術(shù)，一次掃描同時(shí)測(cè)量骨微結(jié)構(gòu)與骨密度等的多項(xiàng)參數(shù)［10］，在三維重建模型上得到的骨結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)更精確，解決了骨組織在切片過(guò)程中的不固定性和所得二維圖像局限性的問(wèn)題，并且符合實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用的替代（Replacement）、減少（Reduction）和優(yōu)化（Refinement）的“3R”原則［15］，Micro-CT已成為研究分析骨微觀結(jié)構(gòu)的理想研究工具。本文即使用Micro-CT技術(shù)對(duì)小鼠全膝關(guān)節(jié)進(jìn)行高分辨率三維成像，顯示并定量分析了DMM術(shù)后影響最大的內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)軟骨下骨的詳細(xì)三維參數(shù)，進(jìn)而完善了小鼠早中期OA模型軟骨下骨發(fā)展變化的理論。

圖5 兩組小鼠右側(cè)膝關(guān)節(jié)的甲苯胺藍(lán)-固綠溶液組織學(xué)染色結(jié)果Eig.5 Histological comparison of right knee joints between the two groups

目前有學(xué)者認(rèn)為，軟骨下骨結(jié)構(gòu)和功能改變可能是導(dǎo)致OA發(fā)病的重要因素之一［7，16-17］。GLASSON等［13］已經(jīng)證實(shí)了DMM誘導(dǎo)的小鼠是可靠的小鼠骨關(guān)節(jié)炎模型，而且DMM術(shù)后8周的小鼠具有早中期骨關(guān)節(jié)炎病理變化的特征。而IIJIMA等［12］又發(fā)現(xiàn)，DMM誘導(dǎo)的大鼠骨關(guān)節(jié)炎模型內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)軟骨下骨在早期即有缺損且被纖維組織填充，并且內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)表面軟骨也有不同區(qū)域的變化。本實(shí)驗(yàn)中DMM小鼠模型膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)的軟骨下骨微結(jié)構(gòu)變化和組織學(xué)檢查與GLASSON等［13］實(shí)驗(yàn)的小鼠模型表型一致，如軟骨下骨骨小梁出現(xiàn)增寬、致密等表現(xiàn)并呈現(xiàn)“融合”現(xiàn)象，部分骨小梁排列紊亂不均勻，關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)邊緣處可見(jiàn)不同程度的橢圓形或圓形骨贅形成等。

在本實(shí)驗(yàn)Micro-CT的宏觀成像圖（圖2）中，可以大致觀察到兩組小鼠內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)軟骨下骨的骨質(zhì)變化有差異，于是劃分亞區(qū)域進(jìn)行Micro-CT參數(shù)分析。其中，BV/TV反映骨組織體積所占總體積的比值，TMD指骨密度或骨礦物質(zhì)密度，反映骨組織礦化水平；兩組小鼠的BV/TV和TMD數(shù)據(jù)初步證實(shí)：OA小鼠早中期的軟骨下骨骨量和骨礦化水平在內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)的外1/3和中1/3亞區(qū)域均明顯升高，而在內(nèi)1/3亞區(qū)域則明顯下降（或下降趨勢(shì)），但在全部亞區(qū)域均無(wú)明顯差異。這提示小鼠OA發(fā)展的早中期可能存在軟骨下骨局部鄰近亞區(qū)域之間的骨量轉(zhuǎn)移，使總骨量和礦化水平尚能維持不變，而這些變化與骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞之間的相互作用有關(guān)［18-19］。Tb.Th、Tb.N和Tb.Sp分別指骨小梁的平均厚度、數(shù)量和稀疏程度；兩組間的這些數(shù)據(jù)顯示：OA小鼠各亞區(qū)域（除外1/3亞區(qū)域）的骨小梁平均厚度均明顯增寬；OA小鼠各亞區(qū)域（除外1/3亞區(qū)域）的Tb.N均明顯減少；OA小鼠外1/3和中1/3亞區(qū)域的骨小梁均較致密；兩組小鼠在每單一亞區(qū)域的Tb.Th、Tb.N及Tb.Sp變化趨勢(shì)中均有不同。這些數(shù)據(jù)提示：小鼠早中期OA的軟骨下骨內(nèi)1/3亞區(qū)域的各項(xiàng)參數(shù)變化可能與骨贅形成有關(guān)；中1/3亞區(qū)域的骨質(zhì)致密，可能與DMM術(shù)后局部承重負(fù)荷變大引起骨組織重塑有關(guān)；外1/3亞區(qū)域的骨小梁致密，可能與軟骨下骨部分承重有關(guān)。

本研究存在的局限性：探討了小鼠OA疾病發(fā)展的中期階段（術(shù)后8周）內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)軟骨下骨亞區(qū)域的骨質(zhì)變化，未對(duì)其早、晚期階段的骨質(zhì)變化進(jìn)行研究；未深入探討DMM引起軟骨下骨微結(jié)構(gòu)變化的機(jī)制，如分子生物學(xué)機(jī)制，尤其是骨代謝的信號(hào)通路在OA軟骨下骨微結(jié)構(gòu)變化過(guò)程中的作用機(jī)制。

綜上所述，應(yīng)用Micro-CT技術(shù)對(duì)小鼠DMM骨關(guān)節(jié)炎模型的脛骨軟骨下骨多個(gè)亞區(qū)域進(jìn)行微結(jié)構(gòu)測(cè)量分析，獲得了有關(guān)小鼠OA模型更加全面的數(shù)據(jù)資料，有助于分析軟骨下骨在OA疾病發(fā)展過(guò)程中的作用，為進(jìn)一步的相關(guān)基礎(chǔ)和臨床研究奠定實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)。

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（編輯 國(guó) 榮）

Micro-CT analysis on subchondral-bone microstructure of tibia in a mouse model of osteoarthritis

JI Zhe1，DANG Xiao-qian1，WANG Kun-zheng1，ZHOU Hong2
（1.Department of Orthopedics，the Second Affiliated Hospital of Xi'an Jiaotong University Health Science Center，Xi'an 710004，China；2.ANZAC Research Institute，the University of Sydney，Sydney 2139，Australia）

Objective To analyze the subchondral-bone microstructure in a mouse model of osteoarthritis（OA）via micro-CT technology so as to provide experimental basis for further study of subchondral bone during the development of osteoarthritis.Methods Twelve wild-type mice were randomly divided into DMM（destabilization of the medial meniscus）group and control（sham operation）group.All the knee joints for surgery from the two groups were scanned by micro-CT equipment，reconstructed and analyzed to acquire data of bone volume fraction（BV/TV），trabecular thickness（Tb.Th），trabecular number（Tb.N），trabecular separation（Tb.Sp）and tissue mineral density（TMD）from the total，outer，middle，and inner 1/3 compartments of subchondral bone in medial tibial plateau 8 weeks after surgery.Histological staining was also applied.Results Compared with those in control group，extended，denser and uneven trabeculae and osteophyte formation from micro-CT imaging and histology were observed in the subchondral bone of DMM-induced mice.There were higher Tb.Th in total，BV/TV and TMD in outer 1/3，BV/TV，Tb.Th and TMD in middle 1/3，and Tb.Th in inner 1/3 compartments，while there were correspondingly lower Tb.N in total，Tb.Sp in outer 1/3，Tb.N and Tb.Sp in middle 1/3，BV/TV and Tb.N in inner 1/3 compartments.Conclusion More comprehensive data could be acquired from the microstructureof subchondral-bone compartments by micro-CT analysis in the mouse model of DMM-induced OA.

micro-CT；osteoarthritis；subchondral bone；bone microstructure

R684.3

A

10.7652/jdyxb201505010

2015-02-27

2015-05-01

國(guó)家留學(xué)基金資助項(xiàng)目（No.201306280099）Supported by the State Scholarship Fund from the China Scholarship Council（No.201306280099）

黨曉謙.E-mail：dangxiaoqian@vip.163.com

優(yōu)先出版：http：//www.cnki.net/kcms/detail/61.1399.R.20150717.0925.006.html（2015-07-17）