Micro-CT评价铁超载影响膝骨关节炎模型小鼠软骨类组织的变化

doi:10.12307/2023.651

中国组织工程研究 ›› 2023, Vol. 27 ›› Issue (29): 4658-4663.doi: 10.12307/2023.651

• 骨与关节图像与影像 bone and joint imaging • 上一篇下一篇

Micro-CT评价铁超载影响膝骨关节炎模型小鼠软骨类组织的变化

黎少聪1，何琪1，潘兆丰1，杨均政1，陈柏豪1，王海彬2，周驰2

1广州中医药大学，广东省广州市 510405；2广州中医药大学第一附属医院，广东省广州市 510405

收稿日期:2022-07-05 接受日期:2022-08-24 出版日期:2023-10-18 发布日期:2022-12-02
通讯作者: 周驰，博士，副教授，副主任医师，硕士生导师，广州中医药大学第一附属医院，广东省广州市 510405 王海彬，博士，教授，主任医师，博士生导师，广州中医药大学第一附属医院，广东省广州市 510405
作者简介:黎少聪，男，1998 年生，重庆市人，汉族，广州中医药大学第一临床医学院在读硕士，主要从事关节炎的研究。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(82074462)，项目负责人：王海彬；广州中医药大学“双一流”与高水平大学学科协同创新团队项目(2021xk53)，项目负责人：王海彬

Effect of iron overload on cartilaginous tissue in a mouse model of knee osteoarthritis evaluated by micro-CT

Li Shaocong1, He Qi1, Pan Zhaofeng1, Yang Junzheng1, Chen Bohao1, Wang Haibin2, Zhou Chi2

1Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510405, Guangdong Province, China; 2First Affiliated Hospital, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510405, Guangdong Province, China

Received:2022-07-05 Accepted:2022-08-24 Online:2023-10-18 Published:2022-12-02
Contact: Zhou Chi, MD, Associate professor, Associate chief physician, Master’s supervisor, First Affiliated Hospital, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510405, Guangdong Province, China Wang Haibin, MD, Professor, Chief physician, Doctoral supervisor, First Affiliated Hospital, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510405, Guangdong Province, China
About author:Li Shaocong, Master candidate, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510405, Guangdong Province, China
Supported by:
National Natural Science Foundation of China, No. 82074462 (to WHB); Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine "Double First-Class" and High-Level University Discipline Collaborative Innovation Team Project, No. 2021xk53 (to WHB)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

铁超载：为体内过多的铁沉积，病因通常可分为原发性及继发性，原发性病因通常与遗传、年龄等因素相关，继发性病因多见于过度输血、慢性溶血或补充铁等引起。
软骨下骨：是一种位于软骨钙化层下，由邻近钙化软骨的致密皮质骨和近髓腔松质骨组成的过渡骨组织结构，对减轻关节负载有重要作用。

背景：膝骨关节炎可能与铁代谢异常有关，了解铁超载对膝骨关节炎的作用非常有意义。
目的：探究铁超载对膝骨关节炎发病的影响。
方法：选取30只7周龄C57B/6J野生型小鼠，采用随机数表法分为正常对照组、手术对照组与手术+右旋糖酐铁组，每组10只。8周龄时，手术+右旋糖酐铁组腹腔注射右旋糖酐铁500 mg/kg，每周1次，注射至18周龄时停止；10周龄时，手术对照组与手术+右旋糖酐铁组行左后膝内侧半月板失稳手术。18周龄时处死所有小鼠，通过Micro-CT检测胫骨微结构参数，番红O-固绿染色观察关节软骨组织病理损伤程度，普鲁士蓝染色证实铁在小鼠关节中的沉积。
结果与结论：①Micro-CT检测显示，与正常对照组相比，手术对照组、手术+右旋糖酐铁组骨小梁相对体积、骨小梁厚度、骨小梁数量明显减小(P < 0.05)，骨小梁分离度、结构模型指数增加(P < 0.05)；与手术+右旋糖酐铁组比较，手术对照组骨小梁相对体积、骨小梁厚度、骨小梁数量增加(P < 0.05)，骨小梁分离度、结构模型指数相减小(P < 0.05)；②番红O染色显示，与正常对照组、手术对照组相比，手术+右旋糖酐铁组小鼠软骨表面缺损、破裂严重，表层软骨细胞数量明显减少，国际骨关节炎研究学会半定量评分更高，提示其关节炎严重程度更高；③普鲁士蓝染色显示，手术+右旋糖酐铁组小鼠滑膜中可见大量被染成深蓝色的铁沉积颗粒，正常对照组与手术对照组均无明显铁沉积颗粒；④结果显示，铁超载能够加重膝骨关节炎的严重程度，并且增加软骨蛋白多糖成分的丢失和软骨下骨的骨丢失，明确了铁超载与膝骨关节炎的关系。
https://orcid.org/0000-0003-1329-5752(黎少聪)
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 膝骨关节炎, 铁超载, Micro-CT, 膝关节, 番红-O染色, 普鲁士蓝染色, 软骨下骨, OARSI评分

Abstract: BACKGROUND: Knee osteoarthritis may be related to abnormal iron metabolism, and it is very meaningful to understand the effect of iron overload on knee osteoarthritis.
OBJECTIVE: To explore the effect of iron overload on the incidence of knee osteoarthritis.
METHODS: Thirty 7-week-old C57B/6J wild-type mice were selected and randomly divided into a normal control group, an operation control group, and an operation+iron dextran group, with 10 mice in each group. At the age of 8 weeks, the operation+iron dextran group received intraperitoneal injection of iron dextran 500 mg/kg, once a week, and the injection was terminated at the age of 18 weeks. At the age of 10 weeks, the operation control group and the operation+iron dextran group received left posterior knee medial meniscus instability surgery. All mice were sacrificed at 18 weeks of age. Tibial microstructure parameters were detected by micro-CT. Safranin O-fast green staining was used to observe the degree of pathological damage of articular cartilage. Prussian blue staining confirmed the deposition of iron in mouse joints.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Micro-CT test showed that compared with the normal control group, the relative trabecular volume, trabecular thickness and trabecular number of subchondral bone were significantly decreased (P < 0.05), and the trabecular separation and structural model index were increased (P < 0.05) in the operation control group and operation+iron dextran group. Compared with the operation+iron dextran group, relative trabecular volume, trabecular thickness and trabecular number were increased (P < 0.05); trabecular separation and structural model index were decreased (P < 0.05) in the operation control group. (2) Safranine O staining showed that compared with the normal control group and the operation control group, the subchondral bone of the operation+iron dextran group had serious defects and ruptures on the surface of cartilage, and the number of surface chondrocytes decreased significantly. The higher Osteoarthritis Research Society International score indicated the higher severity of arthritis. (3) Prussian blue staining results showed that a large number of iron deposition particles dyed dark blue could be seen in the synovium of the operation+iron dextran group, while there were no obvious iron deposition particles in the normal control group and the operation control group. (4) These results demonstrate that iron overload can aggravate the damage of knee osteoarthritis, and increase the loss of cartilage proteoglycan components and the bone loss of subchondral bone, clarifying the relationship between iron overload and knee osteoarthritis.

Key words: knee osteoarthritis, iron overload, micro-CT, knee, Safranine O staining, Prussian blue staining, subchondral bone, OARSI score

中图分类号:

黎少聪, 何琪, 潘兆丰, 杨均政, 陈柏豪, 王海彬, 周驰. Micro-CT评价铁超载影响膝骨关节炎模型小鼠软骨类组织的变化[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(29): 4658-4663.

Li Shaocong, He Qi, Pan Zhaofeng, Yang Junzheng, Chen Bohao, Wang Haibin, Zhou Chi. Effect of iron overload on cartilaginous tissue in a mouse model of knee osteoarthritis evaluated by micro-CT[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2023, 27(29): 4658-4663.

图/表（结果） 5

2.1 实验动物数量分析手术+右旋糖酐铁组有1只小鼠于手术过程中死亡，系实验人员操作失误所致，给予补充造模，最终30只小鼠全部进入结果分析。
2.2 各组小鼠胫骨标本Micro-CT检测结果三维成像显示，与正常对照组相比，手术对照组、手术+右旋糖酐铁组小鼠的胫骨内侧有骨赘形成，关节间隙变窄，软骨下骨骨小梁骨微结构恶化，骨小梁网结构紊乱，厚度降低，见图1。

据各组小鼠胫骨内侧软骨下骨的骨小梁参数检测结果，与正常对照组相比，手术对照组、手术+右旋糖酐铁组骨小梁相对体积、骨小梁厚度、骨小梁数量明显减小(P < 0.05)，骨小梁分离度、结构模型指数增加(P < 0.05)；与手术+右旋糖酐铁组比较，手术对照组骨小梁相对体积、骨小梁厚度、骨小梁数量增加(P < 0.05)，骨小梁分离度、结构模型指数相减小(P < 0.05)，见图2。

2.3 各组小鼠胫骨标本番红O染色结果见图3。

正常对照组软骨细胞保存完好，表面光滑，软骨组织排列正常，结构清晰，潮线完整；手术对照组染色减退、潮线断续，软骨细胞数量有所减少，OARSI评分有一定升高；软骨下骨与正常对照组、手术对照组相比，手术+右旋糖酐铁组小鼠软骨表面缺损、破裂严重，表层软骨细胞数量大量减少，OARSI评分更高，这些参数与图1三维成像相符合，表明手术+右旋糖酐铁组小鼠关节炎相比正常对照组更加严重。
正常对照组、手术对照组、手术+右旋糖酐铁组OARSI评分分别为0，2.30±0.52，7.40±1.20，组间两两比较差异均有显著性意义(P < 0.05)。
2.4 各组小鼠胫骨标本普鲁士蓝染色结果见图4。

与正常对照组、手术对照组相比，手术+右旋糖酐铁组小鼠滑膜细胞质中可见大量被染成深蓝色的铁沉积颗粒，正常对照组、手术对照组小鼠滑膜细胞质中无明显铁沉积颗粒，提示铁超载造模成功。

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引言

骨关节炎是一种退行性关节疾病，全身关节均有罹患该疾病的可能，其中最常受影响的关节是膝关节，是中老年人致残的主要原因[1]。随着中国人口老龄化的加剧，骨关节炎已经成为一种常见的危害人们健康的疾病[2]。骨关节炎的主要临床症状包括关节疼痛、僵硬及功能障碍等，严重降低了患者的生活质量，给社会、医疗卫生机构、家庭造成沉重负担[3-4]。膝关节是人体内最复杂、承重最多的关节，导致其成为骨关节炎发病率最高的部位[5]。然而，当前膝骨关节炎的具体致病机制尚不明确，病因也涉及多种因素，如负荷过重、衰老、遗传因素、内分泌紊乱、运动损伤等[6-9]，此外，有基础和临床研究表明铁超载与膝骨关节炎具有密切联系。
铁是维持生物体生命的重要微量元素，参与氧的运输和储存及能量代谢，铁代谢对于维持生物正常生理功能至关重要，人体所有细胞都需要铁来维持正常功能，铁的缺乏会导致细胞贫血，从而引起全身各细胞供氧不足。但过量的“不稳定铁”对细胞或生物体都具有潜在的危害，铁超载通过芬顿反应释放大量活性氧产物导致氧化应激，造成细胞损伤[10]，而“游离铁”水平的稳定是维持体内铁平衡的关键。大量研究显示，铁代谢紊乱引起各类组织器官诸如肾脏、肝脏、骨骼病变，导致尿毒症、肝癌、骨质疏松等疾病[11-13]，故铁浓度的异常可能是细胞、组织或器官损伤和疾病状态的原因[14]，研究铁代谢与骨科疾病的关系具有一定的现实意义。大量研究发现膝骨关节炎可能与铁代谢异常有关[15]。铁能诱导关节内促炎性细胞因子过表达，从而导致关节软骨变形，致关节正常结构遭到破坏[16]，故了解铁超载对膝骨关节炎的作用非常有意义。
目前，针对铁超载性关节炎的研究多集中在铁代谢异常对软骨细胞生理状态的影响，对于其引起膝骨关节炎的潜在机制以及其对膝关节的直接影响尚不清楚。为了更好地了解铁超载对膝骨关节炎的发病和进展的影响，此次实验拟通过右旋糖酐铁构建铁超载小鼠模型，并通过内侧半月板失稳进一步诱导小鼠膝骨关节炎，观察铁超载膝骨关节炎小鼠膝关节中软骨和软骨下骨的影像学改变，从而观察铁超载对膝骨关节炎的影响，为明确铁超载与膝骨关节炎的关系提供理论依据及动物模型，对膝骨关节炎的治疗、预防有重要意义。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

材料方法

1.1 设计随机对照动物实验，若组间数据符合正态分布则组间比较使用单因素方差分析；组间方差不齐用Game’s-Howell分析法，数据不符合正态分布则进行秩和检验。
1.2 时间及地点实验于2021年5-8月在广州中医药大学第一附属医院动物实验中心完成。
1.3 材料
1.3.1 实验动物及分组选取7周龄野生型 C57B/6J小鼠30 只，雄性，体质量25-30 g，SPF级，购于广州中医药大学实验动物中心，实验动物合格证号：SCXK(粤)2018-0034。所有实验动物均饲养于广州中医药大学实验动物中心 SPF 级动物设施，饲养环境维持恒温22-25 ℃，湿度55%-60%，自由摄食、饮水，每隔2 d补充1次饲料和水。
30只小鼠适应性喂养1周后，采用随机数表法为正常对照组、手术对照组与手术+右旋糖酐铁组，每组10只。所有小鼠均共喂养10周。
1.3.2 主要药品、试剂右旋糖酐铁(西格玛，美国)；戊巴比妥钠(11715，德国 Merck公司)；注射用阿莫西林钠(珠海联邦制药股份有限公司中山分公司)；普鲁士染色试剂盒(碧云天，杭州)；改良番红O-固绿软骨染色液(索莱宝，北京)；多聚甲醛、PBS(白鲨，北京)。
1.4 实验方法
1.4.1 造模与取材当小鼠8周龄时，手术+右旋糖酐铁组小鼠腹腔注射右旋糖酐铁(注射量500 mg/kg)，每周1次，正常对照组、手术对照组腹腔注射等量生理盐水，持续注射至18周龄时停止。
当小鼠10周龄时，手术对照组和手术+右旋糖酐铁组小鼠均进行内侧半月板失稳手术造模。选取两组小鼠右腿作为内侧半月板失稳手术对象。腹腔注射3%戊巴比妥钠
(3 mL/kg)进行麻醉，麻醉满意后术区剃毛，剪毛区域包括膝关节周围2 cm，小鼠选取仰卧位固定左后肢屈膝90°，充分消毒术野后铺洞巾。剪开皮肤暴露髌韧带，用尖刀剪沿髌韧带内缘剖开关节囊，钝性清理关节内脂肪组织，内侧半月板通过内侧半月板胫副韧带与胫骨平台相连。离断内侧半月板胫副韧带，冲洗创口后，缝合关节腔，关闭皮肤创口，局部外敷阿莫西林预防创口感染。同时观察小鼠麻醉苏醒及伤口愈合情况。
术后确保小鼠麻醉苏醒并存活，正常喂食进水。18周龄时，麻醉后脱颈处死所有小鼠，分离术腿膝关节，尽量清除干净周围软组织，置于40 g/L多聚甲醛溶液中固定24 h。实验和操作程序经所在单位的动物实验伦理委员会审核通过(TCMF-2021029)。

1.4.2 Micro-CT扫描方法所有标本采用Skyscan1172 Micro-CT设备进行扫描(Skyscan，Bruker，Belgium)。扫描前，将样品从40 g/L多聚甲醛溶液中取出并用PBS冲洗，将骨标本置于垂直于扫描轴的直径为10 mm 的标本管中，周围填塞少许医用纱条，加入体积分数70%乙醇作为扫描介质。扫描仪的基本参数为：电压 50 kV，电流 200 μA，总旋转角 360°，旋转角增量0.4°，厚度9 μm。扫描后，使用Skyscan NR econ软件并利用Feldkamp圆锥束算法，将二维图像序列自动重建为 15.9 μm各向同性体素大小的三维体。胫骨骨小梁微结构、骨小梁参数分析，包括骨小梁相对体积、骨小梁厚度、骨小梁数量、骨小梁分离度、结构模型指数。以上数据的操作和分析都使用Custom Analysis程序(CTAn，Skyscan)进行。
1.4.3 番红O染色依次将切片放入环保型脱蜡透明液孵育20 min、环保型脱蜡透明液孵育20 min、无水乙醇孵育5 min、体积分数75%乙醇孵育5 min，自来水洗。切片入骨组织固绿染色液1-5 min，水洗去多余染液，至软骨呈无色，1%盐酸乙醇浸泡10 s，自来水稍洗。切片入骨组织番红染色液 1-5 s，四缸无水乙醇快速脱水分别5，2，10 s、第四缸镜检。干净的二甲苯透明5 min，中性树胶封固。显微镜镜检，图像采集分析。
采用国际骨关节炎研究学会(Osteoarthritis Research Society International，OARSI)半定量评分评估骨关节炎严重程度[17]，评分标准：关节软骨结构(0-8分)、软骨基质着色(0-6分)、软骨细胞分布及数量(0-3分)、潮线是否完整(0-1分)及有无骨赘形成(0-3分)，评分越高提示骨关节炎越严重[18-19]。
1.4.4 普鲁士蓝染色将软骨、软骨下骨石蜡切片脱蜡至水。滴加普鲁士蓝染色工作液完全覆盖组织，室温染色1 h。倾去染液，切片入纯水浸洗3次。滴加普鲁士蓝染液C覆盖组织，室温染色3-5 min，自来水洗至切片流水呈无色。切片依次经3次无水乙醇脱水，每次5 min，再经二甲苯透明5 min，然后以中性树胶封固。显微镜镜检，图像采集分析。
1.5 主要观察指标各组小鼠Micro-CT、番红O染色与普鲁士蓝染色结果。
1.6 统计学分析采用SPSS 19.0统计学软件处理，采用 EXCELL 2016 整理汇总资料，GraphPad Prism 软件做图分析，画图软件和 Photoshop软件处理图片。所有测定数值均使用x±s表示，数据采用独立样本t检验，P < 0.05表示差异有显著性意义。该文统计学方法已经由广州中医药大学第一附属医院生物统计学专家审核。

讨论

膝骨关节炎是最常见的关节疾病，以关节软骨退行性病变、软骨下骨硬化、骨赘形成为主要特征[20-22]。近年来，膝骨关节炎的发病率逐年上升，每年给患者、家庭、社会带来相当的经济损失。目前临床上对于终末期膝骨关节炎的治疗主要以手术为主，同时辅以抗炎药物治疗[23]，但手术治疗对患者经济负担较重，而抗炎保守治疗效果往往不尽人意，急需开辟新的治疗思路[24]。
大量研究表明，当骨细胞内发生铁超载时，容易促进脂质过氧化，激发细胞凋亡，导致多种骨科疾病的发生[10]。WANG等[25-26]的研究表明，铁超载可干扰干细胞向成骨细胞分化减弱成骨细胞功能。同时，过量铁还能促进破骨细胞的生成与骨吸收，从而导致骨质疏松的发生[27-28]。细胞促炎因子通过上调人转铁蛋白受体1、抑制跨膜铁转运蛋白，导致软骨细胞铁代谢紊乱[29]。此外，铁超载还能通过氧化应激导致骨关节炎[30]。铁超载产生活性氧，阻断PI3K/AKT和JAK/STAT3信号通路，激活p38-MAPK通路，继而诱导成骨细胞系MC3T3细胞自噬[31]。在临床研究方面，AXFORD等[32-33]证实，患有能导致机体铁离子代谢异常的血色素沉着症患者的关节软骨和滑膜中出现了铁沉积以及软骨破坏。而在骨科疾病的治疗上，CHENG等[34]证明了使用铁拮抗剂可以有效改善由铁代谢异常导致的骨质疏松等骨科疾病；WANG等[35]的研究也发现，去铁胺对骨血管和骨量有保护作用。关于膝骨关节炎的研究中，BURTON等[36]通过向膝骨关节炎发病率较低的豚鼠注射右旋糖酐铁，发现过度铁暴露会诱导膝骨关节炎的发生。鉴于铁超载能导致如膝骨关节炎、骨质疏松等骨科疾病，且改善铁超载内环境对其有一定治疗效果，有理由相信扭转铁超载的发生可能是治疗膝骨关节炎的新方法。在临床膝骨关节炎的诊断中，X射线是最重要的指标之一[37]。在动物实验中，X射线应用较少，取而代之的是Micro-CT的运用。Micro-CT空间分辨率高、价格较低、使用方便快捷，能够在不破坏样本的前提下完成扫描任务；它不再受过去骨形态计算方式的约束，通过测量骨结构厚度能更为精确直观地测量骨结构的特征与骨小梁的变化[38-40]。通过Micro-CT对关节的扫描可对全关节进行整体评估，对于关节间隙、骨硬化程度等指标进行评估，是动物标本领域评价骨形态结构的核心标准[41]。有研究用Micro-CT检查内侧半月板失稳术操作的铁超载小鼠右膝，结果显示出明显的软骨下骨硬化，具有较高的骨小梁相对体积、小梁厚度。虽然当前关于铁超载与膝骨关节炎之间关系的研究有一定进展，但铁超载的机制复杂，影响因素较多，通路之间相互影响，研究成果依然有限。因此，作者决定用微型计算机断层扫描(μCT)检测内侧半月板失稳术后铁超载小鼠的关节，希望通过Micro-CT进一步明确铁超载条件下关节炎关节的变化。
此次实验将右旋糖酐铁注射到小鼠的膝关节中构建铁超载模型。右旋糖酐铁中的Fe3+被细胞色素b高铁还原酶 1还原为 Fe2+，再被摄取进入细胞，从而模拟人体中Fe2+的沉积[42-43]。通过高分辨率的Micro-CT对18周龄3组小鼠软骨、软骨下骨进行对比，发现与正常对照组、手术对照组小鼠相比，手术+右旋糖酐铁组小鼠的软骨表现为骨小梁相对体积、骨小梁厚度、骨小梁数量降低，软骨微结构遭到破坏，软骨下骨明显塌陷，这表明模型组小鼠已发生膝骨关节炎，这与JING等[44]的结论相吻合。骨小梁相对体积，即为所选区域内代表骨性结构体素的体积与区域内所有体素的总体积之比、骨小梁体积占总骨组织体积的百分率；骨小梁厚度，即为骨小梁平均厚度；骨小梁数量，给定长度内骨组织与非骨组织的交点数量，即为单位距离内骨小梁的数量[45-46]。
Micro-CT结果还提示骨小梁分离度、结构模型指数，骨小梁分离度指骨小梁之间空间的宽度，结构模型指数反映骨小梁板状结构或棒状结构特征，如果结构中骨小梁主要为板状结构，那么结构模型指数接近于0，棒状结构则接近于3[40]。在骨质逐渐被破坏的过程中，骨小梁从板状结构转变向棒状结构，结构模型指数值变大。因此，此次实验结果进一步证实，在造模组小鼠软骨、软骨下骨中可观察到软骨、软骨下骨微结构的显著恶化。此外，彭云海等[47]通过CT对41例住院膝骨关节炎患者进行研究，发现与正常人相比，关节炎患者CT表现为膝关节骨微结构损伤，关节骨刺生成，软骨下骨骨质严重破坏，这与此次实验结果中造模组小鼠骨小梁相对体积及骨小梁厚度下降、梁骨质量和小梁骨连接性明显降低、结构模型指数上升、骨微结构损伤的结果相吻合。番红O能将细胞核染成红色，番红O染色结果显示：与正常对照组、手术对照组相比，手术+右旋糖酐铁小鼠软骨表面缺损、破裂严重，表层软骨细胞数量明显减少，同时OARSI评分也更高，提示其关节炎严重程度更高[48]。普鲁士蓝能将组织中的三价铁离子染成蓝色，与正常对照组、手术对照组相比，手术+右旋糖酐铁组滑膜细胞质中可见大量被染成深蓝色的铁沉积颗粒，而前两组无明显铁沉积颗粒，提示铁超载造模成功。这些结果表明，右旋糖酐铁腹腔注射内侧半月板失稳术后小鼠可能成为研究铁代谢与膝骨关节炎关系的潜在动物模型。然而，实验也有一定的局限性：首先，模型选取的都是雄性小鼠，而膝骨关节炎好发于中老年女性群体，实验结果可能与临床上女性患者实际情况有所出入；其次，实验室用的是离体标本，对完整关节炎病程的体现可能不够全面，期待未来有对铁超载关节炎小鼠模型的活体扫描的研究，进一步加深对关节炎病程演化的研究；另外，实验时间较短，模型所罹患关节炎一般属于早期，无法详细体现关节炎各个阶段的疾病变化，这一点也需要后续研究进行补充。
总之，此次实验通过使用右旋糖酐铁腹腔注射内侧半月板失稳术后小鼠，明确了铁超载与膝关节炎的关系，并成功建立铁超载性膝骨性关节炎的动物模型，为今后进一步研究铁超载促进关节炎的发生发展机制以及探索治疗铁超载性关节炎的有效治疗药物奠定基础。这也与临床上发现的膝关节炎患者中铁含量较高的研究结果相吻合。虽然铁螯合剂已经开始应用于临床一线，以治疗身体其他重要器官、骨骼和滑膜中铁超载所导致的各类疾病[49-50]，但限制于目前国内外在该领域的研究的不完善，铁代谢在关节炎中扮演的角色不明确，以及对下游基因表达和信号转导起调控的作用机制仍不完全清楚，因此这种治疗思路是否能应用于膝骨关节炎的治疗仍有待进一步研究。未来需要利用该动物模型开展更加深入的研究，这有可能为膝骨关节炎治疗提供了一个新的思路，也为保膝发展提供更好的研究方向。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

Micro-CT评价铁超载影响膝骨关节炎模型小鼠软骨类组织的变化

Effect of iron overload on cartilaginous tissue in a mouse model of knee osteoarthritis evaluated by micro-CT

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