目的:探討N-乙酰氨基葡萄糖對兔實驗性骨關節炎的治療作用。
方法:在實驗室誘導前交叉韌帶橫斷(ACLT)。在第壹項研究中，兔(每組6只)從術後1周開始，每周3次肌肉註射葡萄糖或生理鹽水。在第二項研究中，給兔子(每組8只)關節註射葡萄糖(或每周壹次或兩次)或生理鹽水。在第三項研究中，每周兩次給兔子(每組7只)關節註射葡萄糖、透明質酸或生理鹽水。動物死亡後8周通過ACLT對膝關節進行宏觀和組織學評估。
結果:肌肉註射治療葡萄糖兔膝關節炎的實驗沒有顯示出輕微的軟骨保護作用，但顯示出抗炎活性。相反，關節內葡萄糖管理每周兩次可減少軟骨退化。此外，關節內葡萄糖也抑制滑膜炎。每周關節內註射葡萄糖尚未證明有療效。在透明質酸的治療中，軟骨保護葡萄糖的治療效果優於增粘劑。
結論:關節內葡萄糖具有軟骨保護作用，其抗炎活性已得到驗證。
簡稱:ACLT，前交叉韌帶橫斷；多糖、糖胺聚糖；全球土地覆蓋網絡，葡萄糖，葡萄糖，N-乙酰氨基葡萄糖，關節炎，骨關節炎。
關鍵詞:N-乙酰氨基葡萄糖；軟骨；膝骨關節炎
骨關節炎是最常見的關節疾病，其特征是進行性軟骨退變和軟骨下骨改變。目前，OA用於治療慢性滑膜炎。13是壹種有限的癥狀管理、止痛和抗炎藥物，以及增粘裝置。47氨基葡萄糖(全球土地覆蓋網絡)廣泛用於治療關節炎和改善疾病活動。有人認為全球土地覆蓋網絡延緩了逐漸變窄的關節空間8，即使沒有疼痛緩解也改善了生物力學OA膝關節9 . 8，9，10，11。
全球土地覆蓋網絡指導抗關節炎活動的機制仍有待確定。體外研究全球土地覆蓋網的局限性在於抗炎和軟骨保護全球土地覆蓋網的影響主要是觀察到低濃度的毫摩爾，12，13，這是口服全球土地覆蓋網的壹個因素。雖然可以預期全球土地覆蓋網及其衍生物具有最大的抗關節炎作用，但關節中管理的糖濃度為103，104.1416。
在這項研究中，N-乙酰氨基葡萄糖被選為關節內治療的首選藥物。這是基於我們以前的觀點，即葡萄糖抑制白細胞介素1比全球土地覆蓋網絡更有效。體外激活人關節軟骨細胞13此外，當濃度超過10 mmol/L時，全球陸地覆蓋網絡顯著降低了體外培養軟骨細胞的可行性，17和18構成了潛在的復雜關節內給藥。相反，即使濃度高於50毫摩爾/升，葡萄糖也不會誘導軟骨細胞死亡
本研究分析了由葡萄糖誘導的兔膝關節炎引起的關節處理的前交叉韌帶橫斷(ACLT)。進行了三個獨立的實驗。第壹份研究報告檢驗了肌肉註射在控制血糖方面的功效。第二項研究確定了關節內註射葡萄糖用於抗關節炎活動的最佳頻率。第三項研究比較了關節內葡萄糖和關節內透明質酸的療效，關節內透明質酸是壹種目前用於治療膝關節骨性關節炎的粘性支持裝置。
材料和方法
試劑
葡萄糖購自適馬(密蘇裏州聖路易斯)。將其溶解在生理鹽水中，消毒並通過0.22微米的過濾器(馬來西亞阿克頓康寧公司)過濾。儲存在4℃的透明質酸鈉(Hyalgan)中的無菌葡萄糖溶液由賽諾菲堡聖德拉巴公司(紐約)購買。
動物
新西蘭白兔，年齡812個月，體重3.74±4.2kg，骨骺閉合，實驗全部使用。所有的研究都是按照美國實驗動物科學指南進行的，並得到了斯克裏普斯研究所和加州大學聖地亞哥分校動物審查委員會的批準。* * *用於57只兔子。
ACLT
單側或雙側ACLT顯示為內側關節鏡技術。19用於每組實驗。所有動物都保持獨立，自由活動。這些動物在被殺死八周後接受手術。此前公布的數據顯示，大多數ACLT兔軟骨退化是在這個時候發展起來的。20,265,438+0.
肌肉註射葡萄糖
從術後1周開始，每周3次肌肉註射葡萄糖，共7周。氨基葡萄糖的劑量為每次註射200mg/kg。對照組肌肉註射等量生理鹽水。
葡萄糖和透明質酸關節內註射
術後65438±0周開始關節內註射葡萄糖，持續7周。家兔註射1-2次，每周葡萄糖量為每個膝關節0.3 ml。葡萄糖註射液的單次劑量為每次註射80 mg。對照動物每周註射兩次關節生理鹽水(合並0.3 ml)。關節腔內註射透明質酸(每關節3 mg/0.3 ml)，從術後1周開始，持續7周。在三只出現完全滑液滲出的動物中進行滑液分析(兩個動物對照組和壹個透明質酸組)。三只動物的關節液培養均為陰性。
用毛發形態學評價膝關節
采用雙盲法評價膝關節的毛發形態，包括脛骨平臺和股骨髁。
獲取遠端股骨和近端脛骨，使骨的軸長為3.54厘米。關節軟骨表面上的每個樣本都覆蓋有溶液，包括印度墨水(eberhard Flower，Lewisburg，Tennessee)的磷酸鹽緩沖液(1:5比率)。油墨上的解決方案是用預先用磷酸鹽緩沖液潤濕的紙巾去除溫和的印跡。隨後，對所有的聯合照片和數字圖像進行了分析。
分級的關節軟骨的評價結果如下:
1(完整表面)表面為正常外觀，不保留墨跡。
第二(最小抖動)表面將油墨保留為拉長的斑點或淺灰色斑塊。
三級(開放顫動)區域具有天鵝絨般的外觀，並保留作為黑色斑塊的油墨。
4級(侵蝕)軟骨缺失暴露骨骼。
數字視頻
在高海拔條件下，將關節面上的股骨和脛骨髁輕輕剝離幹燥清潔的疏松組織。每個主幹都靠近光學替代品。圖片(分辨率:60像素/mm2；屏幕放大倍數:20倍)使用佳能EOS D30數碼相機，用100 mm的宏觀透鏡在約12 cm的距離獲得股骨髁。毫米刻度包含在捕獲圖像的精確刻度中。然後將比例圖像投影到三維模型的股骨髁上。三維表面病變檢測交互陰謀的邊緣病變。如上所述獲得脛骨關節面的數字圖像。不使用三維投影，因為脛骨表面比較平整，二維測量和三維測量沒有大的區別
組織學分級膝關節
在10%緩沖福爾馬林中固定來自兔膝關節的遠端股骨和近端脛骨，並在-2脫鈣器(ThermoShandon，Pittsburgh，CA)和石蠟包埋塊中脫鈣。外側矢狀面和內側股骨髁和脛骨冠狀面用於組織學分析。
評估染色組織切片中糖胺聚糖硫酸鹽(粘多糖)的含量和藏紅花的O/固綠。
滑膜炎的組織學評價是基於滑膜增生和絨毛狀結構的存在，滑膜單獨附著於脛骨平臺、股骨外側髁和內側髁。滑膜襯裏的單層無絨毛結構被認為是正常的(0級)。肥大滑膜和滑膜絨毛的含量被認為是異常的(1級)。
統計分析
Fisher精確檢驗和雙尾T檢驗用於實驗數據的統計分析:兩個樣本配對(數字數據分析)。
結果
肌內葡萄糖與兔實驗性骨關節炎
抗關節炎活性葡萄糖是壹個獨立的評估組實驗。首先，分析了壹系列實驗活動的管理。大劑量葡萄糖通過肌肉註射。對6只雙側葡萄糖ACLT兔和6只雙側ACLT並接受肌肉註射生理鹽水的對照組兔進行肌肉註射的療效評價。毛發形態學分析顯示，脛骨平臺和股骨髁與葡萄糖軟骨損傷治療組和對照組動物無顯著差異。膝關節的組織學檢查顯示，在註射到兔體內的葡萄糖和生理鹽水之間，硫酸軟骨素粘多糖的含量、軟骨完整性和軟骨細胞的治療性克隆沒有統計學上的顯著差異。與對照組相比，葡萄糖處理的兔滑膜擴散呈下降趨勢。總的來說，肌肉註射葡萄糖沒有證明軟骨保護在實驗性兔骨關節炎中的療效，但它稍微減輕了滑膜炎。
抗關節炎活性關節內葡萄糖
葡萄糖作為最大的生物活性，在體外被認為是低毫摩爾濃度。2003年6月5438+3日，我們檢查了高效關節內葡萄糖治療骨關節炎的實驗。實驗包括三組兔子。第壹組，兔關節內註射葡萄糖，每周兩次；第二組兔關節內註射葡萄糖，每周壹次；第三組兔接受關節內生理鹽水。期間治療為7周。
毛發形態學分析表明，與對照組的軟骨病嚴重程度相比，每周兩次治療股骨髁有降低關節內葡萄糖的趨勢(P 0.11)；壹周壹次的關節內葡萄糖管理沒有顯示出顯著的益處(圖1A)。類似的結果表明，在脛骨平臺的分析中:每周註射兩次葡萄糖具有有益的治療趨勢，磷“0.18”(圖1B)。沒有實現統計學意義，可能是因為群體小。
結果宏觀層面證實了數字圖像分析的軟骨病變。平均(標準差)控制股骨髁軟骨病變面積為14.34(12.86)mm2v 4.40(7.57)平方毫米。兔子每周治療兩次(P 0.02)。每周壹次的葡萄糖給藥並沒有顯著減少軟骨病變面積(13.74 (12.75438+0)平方毫米和磷“0.88”。
壹般來說，脛骨平臺的關節軟骨病變比股骨髁小，這大概反映了保護作用。雖然對照組中葡萄糖病變小於50%的兔(3.76 (6.69) mm2v 7.90 (8.44) mm2)每周治療兩次半月板脛骨軟骨退變，但由於實驗動物數量有限，組間差異不顯著(P“兔每周治療與葡萄糖無顯著差異，但與對照組相比(平均軟骨病變面積為9.59 (6.31) mm2，磷為“0.48”)。
最後，每周兩次的關節內葡萄糖管理比每周壹次的關節內葡萄糖和鹽水註射更能減輕軟骨退變的嚴重程度。
與關節內葡萄糖相比，關節內透明質酸
每個目標的第三個研究報告證實了每周兩次葡萄糖關節內註射軟骨保護的獨立作用，並比較了療效。關節內註射葡萄糖透明質酸用於治療膝OA.2325為此，在ACLT，兔單側關節內註射葡萄糖(7只兔)、透明質酸(7只兔)或生理鹽水(7只兔)，每周兩次。
毛發形態分析顯示股骨髁走向改善了軟骨病。與對照組和透明質酸處理組相比，磷為“0.10”(圖2a)。
脛骨平臺的檢查顯示了顯著的軟骨保護葡萄糖活性，因為只有1/7的兔子發生了軟骨病，而6月7日的鹽水註射組和5月7日的透明質酸治療組的兔子顯示了軟骨病(圖2b)。向軟骨細胞對葡萄糖統計的影響優於生理鹽水組(P "0.013)和透明質酸治療組(P" 0.034)。
數字圖像分析顯示，股骨髁(圖3a)和脛骨平臺(圖3b)用葡萄糖和動物透明質酸處理，顯示出更大的功效。
總之，第三系列實驗的結果證實，葡萄糖註射的治療效果每周控制兩次，並顯示其優越的軟骨保護活性與關節內透明質酸治療相比較。
組織學分析
7只對照兔和6只葡萄糖處理兔(來自第三份研究報告)的膝關節用於組織學分析。由於確定了關節軟骨中的包涵體，壹只兔子被排除在葡萄糖治療組之外。
股骨內髁和脛骨平臺硫酸軟骨素粘多糖的損失也與葡萄糖治療和控制效果相似(見表1)。與對照動物相比，在兔子的外側股骨髁上的葡萄糖治療顯示出減少硫酸化粘多糖損失的趨勢(P 0.056)。綜述表明，軟骨完整性的趨勢是脛骨平臺上的軟骨保護活性，磷為“0.10”(見表1)。
討論
目前，骨關節炎的藥物治療僅限於緩解疼痛和改善滑液的粘彈性，但這些措施不具有結構調整活性。最近的多中心臨床試驗結果表明，口服全球土地覆蓋網絡可以減少損失。雖然OA軟骨關節. 8在全球土地覆蓋網絡和辦公自動化的患者中廣泛使用，但只有有限的數據，其活性在實驗性關節炎中。用口服OA病變治療兔的實驗性關節炎。26，形態學改進的全球陸地覆蓋網絡，將木瓜凝乳蛋白酶註射到實驗性關節炎引起的關節中。全球陸地覆蓋網絡保存的口腔軟骨中硫酸化糖胺聚糖的含量顯著惡化，但全球陸地覆蓋網絡的骨關節炎關節中的病理變化機制仍不清楚。以毫摩爾的濃度，最好的實驗研究活動，是不可能實現口服給藥的。1216濃度可註入關節腔。基於我們之前的觀點，這表明在體外，具有抗炎活性和細胞毒性的葡萄糖優於全球陸地覆蓋網。13，18本研究旨在探討大劑量葡萄糖註射液在家兔體內和關節內的抗關節炎活性。
兔實驗性關節炎誘發ACLT。這是研究疾病治療最廣泛使用的模型。OA.28改良ACLT導致膝關節生物力學異常，包括在伸展和90°屈曲時增加前抽屜，增加內旋。類似辦公自動化膝蓋28，人類最嚴重區域的兔軟骨退變發生在股骨內側髁，其次是髁突28，脛骨平臺ACLT輕中度關節炎領域沒有涉及。
肌肉註射葡萄糖處理的兔實驗性骨關節炎沒有證明軟骨保護作用，但顯示出滑膜炎減少的趨勢。在兩項獨立的研究中，關節內葡萄糖管理每周兩次被證明可以減少軟骨退化。每周關節內註射葡萄糖未能證明治療效果。
炎癥改變和ACLT模型包括關節積液和滑膜增生，是患者關節疼痛的重要機制OA.30，31。在這項研究中，我們觀察了關節內葡萄糖的抗炎活性，並在嚴重的結節性滑膜炎中降低。觀察葡萄糖對抗關節炎的效果可以部分地導致停止炎癥反應的能力。直接影響葡萄糖對軟骨細胞的反應，包括抑制誘導型壹氧化氮合酶和加氧酶的表達. 13，可能阻止細胞死亡和軟骨基質降解。氨基葡萄糖還抑制炎癥反應對慢性腹膜透析的影響。32此外，口服葡萄糖已成功用於控制克羅恩病和潰瘍性結腸炎兒童的炎癥。33
在其他葡萄糖特性中，它是壹種刺激作用，有助於其抗關節炎活性。人類關節軟骨細胞和滑膜成纖維細胞中透明質酸的合成。34增加了透明質酸的產生。在與葡萄糖接觸後，這也被認為是葡萄糖溶液補充到人腹膜間皮細胞和成纖維細胞中的原因。35慢性腹膜透析在腹膜之間積聚多糖並降低腹膜滲透性。36
我們的研究包括比較葡萄糖和透明質酸的抗關節炎功效。根據實驗結果和在辦公自動化顯微鏡下的有限觀察，表明在人體中，透明質酸具有溫和的軟骨保護和抗炎活性。3739和透明質酸，內部關節管理的葡萄糖生理鹽水具有更短的半衰期(葡萄糖和每小時的透明質酸以分鐘計(三寶黃，未公開的數據))。然而，實驗性關節炎顯示出比透明質酸更好的疾病葡萄糖修飾活性。這壹發現為設計和優化葡萄糖制劑的藥代動力學參數以獲得更好的OA治療效果開辟了壹條途徑。
本研究中未發現全身或局部血糖控制的不良反應。公布的數據還顯示，葡萄糖對人體具有極好的安全性。成人健康誌願者對高達100 g/h的靜脈葡萄糖耐受性良好。血清葡萄糖和氨濃度沒有顯著變化。40患有炎癥性腸病的兒童口服或直腸給予葡萄糖未產生不良反應。33
總之，本研究證實了實驗處預n-乙酰氨基糖對葡萄糖和疾病的修飾和抗炎活性。
表示感謝/感激
我們感謝明星Clayton-Achermann出色的技術幫助，組織學分析，以及James Koziol博士提供的幫助和統計分析數據。
這項工作得到了美國國立衛生研究院AG07996、AT00052和AR46990的支持。
考試
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