动物模型与评估丨踝关节扭伤小鼠模型构建与行为学测试

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目前，药理研究采用的踝关节扭伤造模方法可分为手术造模和非手术造模。手术造模常采用切断韧带的方法，耗时较长、给药后不易恢复。非手术造模则主要采用关节腔注射和关节制动等方法。但关节腔注射在小鼠模型中常难以控制给药剂量，而关节制动则未见有小鼠模型相关报道。考虑手术及关节腔注射造模机理与运动性扭伤病生理过程相差较远，小鼠软骨和踝关节在构造上与人体有高度相似性。

分组与模型构建：

小鼠随机均分为正常组、模型组和阳性药组（n=10）。动物禁食12h后，麻醉造模。首先，将小鼠左后足由正常位置向内翻180°、足底屈曲180°，100次/min连续翻折4min。随后使用自制圆筒对准小鼠左后踝关节，将质量为400g的金属块从圆筒内10cm高处自上而下垂直落下冲击关节，手触无骨折及脱位。造模次日，阳性药组涂抹给药（正红花油），其余组涂抹生理盐水对照，每日3次，连续5天。

模型评价：

平衡木实验

采集造模前一日及造模次日起连续五天的平衡木数据。实验时，平衡木与地面成15°夹角，装置一端与暗盒开口处相接。小鼠通过平衡木的距离为60cm。每次实验，每只小鼠通过6次。记录并计算每只小鼠平均通过时间和踩空跌落次数。

步态分析

采集造模前一日及造模次日起连续五天的步态数据。实验时，将小鼠前、后足染色，小鼠通过通道后留下足印。除去第一步和最后一步足印，选取较清晰的连续三步用于步态分析。足印重叠偏倚程度等于右侧平均足印重叠距离/左侧平均足印重叠距离。测量同一步中前足和后足中心点之间的距离，若前足和后足的足印重叠，则记为0。

足宽测量

测量造模前一日、造模当日、造模次日起第六日小鼠的左后足宽度。在工业显微镜下，以第一指骨、第五指骨与掌骨连接端为两端，两端相连，建立横轴。在足两侧做标线，两标线间距离为足宽。

踝关节连接面观察

在造模次日起第六日处死小鼠，取左后肢，清除踝关节周围软组织，进行胫、跖骨分离。在工业显微镜下观察并拍照。观察内容有：光滑度及光泽，是否有裂痕、缺损、糜烂及骨赘。

平衡木实验结果表明，造模后模型组及阳性药组小鼠通过平衡木的时间及跌落次数均显著增加；随着给药时间增加，阳性药组在给药第五日动物通过平衡木的时间及跌落次数均较模型组少，体现出了较好的给药效果。

Fig1小鼠平衡木测试

步态分析结果表明，各组在造模前无显著性差异；造模次日起，模型组及阳性药组与正常组比均有显著差异；给药第二日起造模组与阳性药组有差异，但没有显著性。推测这可能和给药频率较低、给药时间较短有关。

平衡木实验、踝关节形态、病理切片结果及小鼠踝关节软骨组织 IL-1β 水平都较好体现了踝关节扭伤模型的特征，并能明显体现短期给药效果；但步态实验及表现动物足趾肿胀度的足宽情况仅能体现扭伤模型特征、无法较好体现给药恢复效果，推测这可能与给药时间较短有关。

文献引用：

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• Comparison of mouse and human ankles and establishment of mouse ankle osteoarthritis models by surgically-induced instability[J]. S.H. Chang;;T. Yasui;;S. Taketomi;;T. Matsumoto;;J.R. Kim-Kaneyama;;T. Omiya;;Y. Hosaka;;H. Inui;;Y. Omata;;R. Yamagami;;D. Mori;;F. Yano;;U. Chung;;S. Tanaka;;T. Saito.Osteoarthritis and Cartilage,2016

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