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目的探讨对雌性Sprague-Dawley(SD)大鼠实施右膝关节髌韧带短缩术造成低位髌骨进而形成髌股关节炎(Patello-Femoral Osteoarthritis,PFOA)模型的可行性,并使用kartogenin(KGN)治疗,研究KGN对关节软骨、滑膜和髌下脂肪垫(infrapatellar fat pad,IFP)的影响。方法30只3月龄SPF级雌性SD鼠随机分为3组:对照组(Sham组)10只、髌韧带短缩术组(Patellar ligament shortening,PLS组)10只和髌韧带短缩+KGN组(KGN组)10只。PLS组则仅行手术而不注射KGN,KGN组进行手术并在膝关节腔内注射KGN。术后KGN组大鼠关节内注射KGN进行治疗,剂量为(50μl/只,125μmol/L,1/week),PLS组给予等体积生理盐水于关节内注射,8周后拍X线检测右膝是否为髌骨低位,随后麻醉、取腹主动脉血、处死、收集右膝关节,标本依次固定、脱钙、、包埋、切片。用甲苯胺蓝染色法检测髌骨股骨关节内软骨退变的程度;用HE染色检测髌骨股骨关节周围滑膜炎症和髌下脂肪垫的退化;免疫组织化学染色检测髌骨和股骨滑车软骨中Ⅱ型胶原蛋白(collagenaseⅡ,COLⅡ)、聚集蛋白聚糖(aggrecan,AGG)、基质金属蛋白酶13(matrix metalloproteinase-13,MMP-13)、去整合素和金属蛋白酶与血小板4(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs 4,ADAMTS-4)以及人半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)和髌下脂肪垫中平滑肌激动蛋白(smooth muscle actin,SMA)的表达情况;用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测软骨寡聚基质蛋白(Cartilage oligomeric matrix protein,COMP)。收集各组数据进行统计学分析。结果1 X线检测的低位髌骨:PLS组与Sham组相比,PLS组髌骨明显低于sham组(P<0.05),而PLS组与KGN组相比,髌骨位置无明显差异(P﹥0.05)。2大体:sham组正常无变化;与sham组相比,PLS组软骨发生明显退变,OARSI评分结果显著升高(P<0.05);KGN组与PLS组相比,软骨退变明显较轻,但OARSI评分无统计学差异(P﹥0.05)。3甲苯胺蓝染色:Sham组滑车和髌骨承重区域软骨光滑完整,软骨基质染色均匀、较深,软骨几乎没有退变;PLS组与Sham组相比,滑车和髌骨承重区域软骨出现广泛肿胀、破损、皲裂甚至剥脱,软骨基质染色较浅,软骨细胞数量减少,滑车软骨退变明显,OARSI评分显著升高(P<0.05);KGN组与PLS组相比,滑车和髌骨承重区域软骨炎症、破损、皲裂均较轻,软骨基质染色较深,软骨细胞数量较多,软骨退变程度较轻,OARSI评分显著降低(P<0.05)。4苏木精-伊红染色(hematoxylin-eosin staining,HE染色):滑膜染色结果显示,sham组染色均匀,滑膜厚度正常,衬里细胞层数正常,无炎性细胞浸润;PLS组与sham组相比,滑膜增厚,衬里细胞层数增加,炎性细胞浸润,OARSI评分显著升高(P<0.05);KGN组与PLS组相比,滑膜较薄,衬里细胞层数减少,少量炎性细胞浸润,OARSI评分显著降低(P<0.05)。髌下脂肪垫染色结果显示,sham组无纤维化及炎症细胞浸润;PLS组与sham组相比,髌下脂肪垫充满纤维化病变,脂肪细胞消失,伴有大量炎性细胞浸润,OARSI评分显著升高(P<0.05);KGN组与PLS组相比,髌下脂肪垫充满纤维化病变较轻,存在少量脂肪细胞,伴有较轻的炎性细胞浸润,OARSI评分显著降低(P<0.05)。5免疫组织化学染色:软骨代谢标志物表达结果显示,PLS组VS Sham组,COLⅡ显著降低(P<0.05),AGG显著降低(P<0.05),MMP-13显著增多(P<0.05),ADAMTS-4显著增多(P<0.05),caspase-3显著增多(P<0.05);KGN组VS PLS组,COLⅡ显著增加(P<0.05)、AGG显著增加(P<0.05),MMP-13显著降低(P<0.05),ADAMTS-4表达显著降低(P<0.05),caspase-3表达显著降低(P<0.05)。髌下脂肪垫负重区域血管数量代表髌下脂肪垫炎症程度,PLS组VS Sham组,髌下脂肪垫炎症程度明显增加(P<0.05);KGN组与PLS组相比,髌下脂肪垫炎症程度明显减轻(P<0.05)。6 ELISA检测:PLS组与Sham组相比,血清中软骨分解代谢标志物COMP显著增高(P<0.05),经KGN干扰之后,kartogenin组与PLS组相比,COMP显著降低(P<0.05)。结论髌韧带短缩术可成功建立大鼠PFOA模型,导致其关节软骨的退变,关节周围滑膜出现炎症以及髌下脂肪垫的退化。KGN治疗可以延缓髌韧带短缩术诱导的大鼠PFOA软骨的损伤,减轻关节周围滑膜及髌下脂肪垫的炎症程度。图13幅;表5个;参145篇。