痛风性关节炎动物模型研究进展

杨玲玲 黄丽贞 邓家刚

(1 广西中医药大学药学院，南宁，530001； 2 广西中医药大学，南宁，530001)

痛风性关节炎动物模型研究进展

杨玲玲1黄丽贞1邓家刚2

(1 广西中医药大学药学院，南宁，530001； 2 广西中医药大学，南宁，530001)

痛风性关节炎是一种代谢障碍性疾病，近年来随着人们生活方式的改变，其发病率逐升高，对该病的研究也逐渐增多。为进一步研究痛风性关节炎的形成机制及防治方法，提供一个近于人类发病机理的痛风性关节炎动物模型，兹就国内外痛风性关节炎模型做一综述。

痛风性关节炎；动物模型；综述

痛风(Gout)是由嘌呤代谢紊乱或尿酸排泄障碍所导致的一种异质性疾病，常由遗传性或获得性而致，其临床特点是高尿酸血症、痛风性急性关节炎反复发作、痛风石形成，常累及肾，引起慢性间质性肾炎和尿酸肾结石形成[1-2]。近年来，随着人们生活方式的改变，痛风患病率有逐年上升，且有年轻化的趋势[3-4]。有研究表明，痛风是心脑血管疾病的独立危险因素[5]，估计在今后10～20年高尿酸血症将成为我国仅次于糖尿病的第二位代谢性疾病[6]，因此，其发病机理及治疗方法的研究倍受世人的关注。而建立痛风性关节炎动物模型是研究痛风的基础，为了建立理想的痛风性关节炎动物模型，国内外学者进行了长期的研究，尝试了多种方法，也取得了一定的进展。现将国内外在建立痛风性关节炎动物模型方面的进展综述，以期为今后开展更深入的研究及应用提供参考。

1 建立痛风性关节炎动物模型的基本原理

目前常用于痛风研究的造模动物有大/小鼠、兔子等差啮齿类，鸡、鹌鹑等禽类以及灵长类。大多数动物(包括猫、狗等哺乳动物)体内存在尿酸分解酶，可将尿酸进一步分解为尿囊素。尿囊素是种水溶性良好，不会在组织内沉积造成损害的无毒物质，可随尿液排出体外，故多数动物并无高尿酸血症和痛风。人体内缺乏尿酸分解酶，无法将嘌呤代谢终产物尿酸进一步分解成尿囊素，加上不合理的饮食结构，而易发高尿酸血症及痛风。禽类、灵长类与人尿酸代谢过程接近，但由于实际条件所限，在大规模实验研究中难以做到，所以要在常用动物上建立高尿酸血症并引起痛风发作的模型相当困难。

现代研究认为，关节部位析出的尿酸钠(Monosodium Urate，MSU)晶体是造成痛风性关节炎关键的化学物质[7]。当MSU晶体沉积在关节腔周围时，可以诱导中性粒细胞、单核细胞、肥大细胞等系统活化，通过旁分泌或自分泌出多种炎症递质如TNF-α、IL-1β、IL-8等[8-9]，这些炎症因子大量分泌引起局部血管扩张、通透性增加、渗出、水肿、发热等炎症反应而在痛风发病过程中扮演着重要的角色[10-12]，因此人们制备痛风性关节炎动物模型通常是通过模拟把炎症递质MSU溶液直接注射到动物关节腔内的方法。

2 痛风性关节炎动物模型的造模方法

目前，通常采用的痛风性关节炎动物模型的建模方法有：尿酸盐关节腔注射、足趾垫注射及尿酸盐气囊注入等，主要涉及到的动物有鸡、鹌鹑等禽类动物，大鼠、小鼠、兔子等哺乳类动物。

2.1 单纯性急性痛风性关节炎动物模型 据报道，约有10%的高尿酸血症患者最终可发展为痛风，但有学者发现在急性痛风性关节炎患者中，有67%患者血尿酸值正常，只表现了急性痛风性关节炎发作[13-15]，所以有学者只将尿酸盐注射到关节腔造成单纯性急性痛风性关节炎模型。如Coderre等[16]最早设计了给大鼠局部关节注射MSU造成急性痛风性踝关节炎模型：将50 μL(10～100 mg/mL)MSU溶液从右踝关节外侧后方以45 °注入雄性大鼠关节腔内，诱导后2 h出现均出现了痛风性关节炎体征。也有学者[17-18]将0.2 mL(0.4 mg)MSU结晶混悬液注射到大鼠右足垫皮内致炎，制备大鼠足趾肿胀模型。Kazunori Fujiwara等[19]用戊巴比妥钠(30 m/kg)从耳缘静脉注入将兔麻醉，剃除双侧膝关节周围的毛，对皮肤进行常规消毒，轻弯曲膝关节，从关节侧位或正中进针，将0.5 mL(10 mg)MSU溶液通过髌上韧带注入兔膝关节腔，造成急性痛风性关节炎模型。也有学者[20]合用MSU溶液0.4 mL(25 mg/mL)与多黏菌素B 0.1 mL(10 U/mL)造成兔急性痛风性关节炎。李泽等[21]依据McCarty-Francis N法建立雄性白来航鸡急性痛风性关节炎模型，常规消毒鸡腿部左侧皮肤后，轻度屈曲关节，通过膝关节后侧韧带沿关节正中进针，将配置好的2%尿酸钠溶液按0.5 mL/kg注入公鸡膝关节腔，1次/3 d，连续注射4次。

这些模型虽然只是一种急性非特异性炎症反应，与人类痛风病发生机理有所不同，但可以模拟痛风的局部关节炎症状，适用于局部关节症状的观察。以上鼠兔模型已是国际上筛选痛风药物抗炎作用的常用方法，模型稳定，操作简单，可以根据实验研究需要进行治疗性给药或预防性给药。应用尿酸、嘌呤成分及特异饲料配方诱发禽类痛风性关节炎虽有报道[22]，但尚待深入研究。

2.2 伴高尿酸血症性急性痛风性关节炎动物模型 高尿酸血症是痛风最主要的生化基础，尿酸水平升高至过饱后就促使尿酸结晶在关节腔内形成，MSU的沉积促进痛风性关节炎的发展[12,23]，故有人就采用高尿酸血症急性痛风性关节炎结合模型。而建立高尿酸血症动物模型，主要是根据增加尿酸来源和减少尿酸去路两种措施进行造模。通常采用饲喂、灌胃、腹腔注射、皮下注射的形式进行给药，灌胃或腹腔注射高嘌呤成分或尿酸，以增加黄嘌呤氧化酶活性，促进尿酸的产生，从而获得高尿酸血症模型；腹腔注射或皮下注射氧嗪酸钾等，以抑制动物体内尿酸酶活性，减少尿酸排泄，进而诱发动物血清尿酸水平的持续升高。在尿酸升高的基础上或直接结合Coderre等经典急性痛风性关节炎模型，或模拟临床发病机制采用冷水浴(或敷)方法制备伴高尿酸血症性急性痛风性关节炎模型。如姚丽等[24]对Coderre法制备的痛风性关节炎模型进行改良：模型A组：腹腔注射用3%氧嗪酸钾溶液(0.3 mL/kg)；模型B组：腹腔注射1 g/mL(1 000 mg/kg)次黄嘌呤；15 min后，用6号注射器将0.2 mL(100 mg/mL)尿酸钠溶液注入到2组大鼠右侧踝关节腔内。结果发现与空白组比较，模型A、B 2组血尿酸水平升高，维持时间长，关节滑膜组织形态学及不同时相大鼠步态改变明显，与模型A组比较，模型B组痛风性关节炎症状更加明显。吕军[25]也用3%氧嗪酸钾溶液以1 mL/100 g对大鼠进行腹腔内注射，2次/d，持续1周后，将0.05 mL(250 mg/mL)尿酸钠溶液注入到关节腔内，造模后可在48 h内维持良好的痛风性关节炎体征。时乐等[26]通过每天给大鼠饲喂含次黄嘌呤(HX100 g/kg)饲料，皮下注射给予氧嗪酸钾1 mL/kg(100 mg/kg)，1次/2 d，连续6次，结合每天早上将大鼠放入10～12 ℃的冷水中10 min，1次/1 d，共12 d，造成高尿酸的急性痛风性关节炎模型。孙赛君等[27]以5%的次黄嘌呤溶液(10 mL/kg)灌胃结合每天冰水混合物持续冰敷3 h，诱导大鼠急性痛风性关节炎模型。

腹腔注射高嘌呤成分、尿酸或尿酸酶抑制剂结合Coderre等方法制备的伴高尿酸血症性急性痛风性关节炎动物模型，虽然易于操作，但不能形成持久的模型，且此方法造模与人类痛风病形成的原因相差较大；灌胃或饲喂造模剂结合冷水浴(敷)方法制备的伴高尿酸血症性急性痛风性关节炎动物模型，尿酸变化大，与人类的痛风性关节炎发生有一定的的相似之处，但动物在寒冷环境中出现明显身体不适，易冻伤死亡，影响了造模成功率，操作繁琐且不可长期持续，有待进一步研究。

2.3 慢性痛风性关节炎动物模型 慢性痛风性关节炎的重要表现与特征是痛风性结节肿形成，所以有人就以鼠气泡模型来模拟慢性痛风性关节炎。Ryckman等[28]将小鼠麻醉后，背部皮下注射3 mL灭菌过滤空气以形成适当大小的气囊，第3天重复注射以维持一周内形成一层滑膜样膜，第7天将1 mL无热原MSU结晶(1.5 mg)注入气囊，形成痛风性滑膜炎模型。Rull等[29]报道了大鼠MSU结晶皮下气囊模型的复制：大鼠麻醉后背区剃毛，消毒，将10 mL灭菌空气皮下注入形成气囊，每2～3 d重复注射空气以维持气囊胀大，第6天将15 mg的MSU注入气囊内。Nalbant等[30]改将24 mL灭菌空气从背部皮下注入造成假滑膜腔，第6天注射5 mg的MSU到气囊内也造成了慢性痛风性关节炎。

鼠气泡模型可以收集不同时段气囊中渗出物，探究炎症的病理过程，且具有痛风性滑膜炎的病理特征，但无法模拟出痛风性关节炎炎症部位骨损伤情况，故常被用作痛风性滑膜炎动物模型。

2.4 其他类型痛风性关节炎动物模型 痛风属于中医“痹症”的范畴，主要是由于痰热瘀滞而致。《中医病证诊断疗效标准》将其分为湿热蕴结型、瘀热阻滞型、痰浊阻滞型和肝肾阴虚型4型，以湿热蕴结型多见[31]。熊辉等[32]以普通饲料喂养大鼠，200 g/L蜂蜜水自由饮用，并分别以油脂(10 g/kg)或52%红星二锅头酒(10 mL/kg)灌胃，二者交替进行，持续10 d。自第11天开始，将大鼠置入湿热[相对湿度为(92±3)%、温度(32±2)℃]的人工气候箱中喂养，在第13天上午，于在大鼠右侧踝关节腔注射50 μL(20 mg/mL)的MSU溶液，制备痛风性关节炎湿热证病证结合大鼠模型。

此模型是模拟临床上常见的痛风性关节炎证候类型—湿热蕴结型，将痛风性关节炎“病”与中医湿热“证”病证复合的动物模型，虽然同时表现出痛风性关节炎“病”与“湿热”的症状，但这有别于中医湿热内蕴，瘀滞络道而致痛风性关节炎。

3 小结

综上所述，研究者在建立痛风性关节炎动物模型方面尝试了很多方法，也有了一定的进展。实验中应用较广的模型是尿酸钠晶体直接注射到局部关节造成的痛风性关节炎模型，它是按照其病理特点来复制的，与人类痛风性关节炎发病机制有别，但在症状上表现出了炎症、疼痛及高尿酸血症的特征，且易于操作，方便控制，成功率高，较适用于局部关节炎症状的观察。虽有学者尝试应用灌胃造模剂结合冷水浴(敷)方法复制大鼠急性痛风性关节炎动物模型及应用嘌呤类成分、尿酸或特异饲料配方复制禽类高尿酸血症伴关节病变动物模型，与人类因不合理饮食结构而易诱发痛风性关节炎发生有相似之处，是目前较理想模型，可以选用，但对于其发病机理，还需进一步研究积累资料。

目前痛风性关节炎动物模型基本是按照西医病理特点来复制的，不具有痛风性关节炎的中医本质与特点，与人类痛风性关节炎发病机理不完全符合。若从中医传统病机病因观念出发，复制出符合其自身规律和特点的痛风性关节炎动物模型，将更符合人类痛风性关节炎发病机制。

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(2014-12-11收稿 责任编辑：张文婷)

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

广西中药药效研究重点实验室(编号：13-051-06)；广西中医药管理局中医药科技专项课题项目(编号：GXYZ1136)

杨玲玲(1987—)，女，汉族，硕士研究生，研究方向：中药理论与药效筛选、新药开发研究，E-mail：376116395@qq.com

邓家刚(1953—)，男，硕士，终身教授，博士研究生导师，研究方向：中药效筛选与中药基础理论研究工作，E-mail：dengjg@tom.com

R589.7

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2015.09.045