目的:膝骨性关节炎的病理生理有关节软骨的变性、脱落,骨质增生及,关节边沿的骨赘形成,继续发展成为滑肥厚和关节囊的增生、它是一种退行性关节疾病,临床以关节疼痛、畸形和活动受限为主要表现。关节疼痛的难治性,使患者的生活质量受到严重影响,所以急需一种新的治疗措施。其疼痛的主要机制之一是脊髓中疼痛传导递质钠离子通道Navl.8过度表达,使患者对疼痛的敏感度增高。研究表明,A型肉毒毒素对神经病理性疼痛具有较好的止痛作用,但对膝骨性关节炎的镇痛效果和其镇痛的机制,尤其脊髓水平镇痛机制的研究尚缺乏相应的报道。本研究拟在大鼠骨性关节炎模型中,通过关节腔注射A型肉毒毒素,观察其对大鼠膝骨性关节炎的镇痛效果,并观察脊髓背角钠离子通道Nav l.8的表达的变化,从脊髓层面阐明其镇痛机制。以期探索治疗膝骨性关节炎的新的安全有效的方法。对降低人群的病残率,提高患者的生活质量大有意义。方法:选取20只雄性SD大鼠,要求体格健康,身体重量在150~180g之间,予右膝关节腔内注射4%木瓜蛋白酶溶液0.3ml建立膝骨性关节炎的动物模型(KOA)。1.通过建立成功的膝骨性关节炎大鼠模型,随机分为2组:BTX-A组(n=10):关节腔内注射BTX-A 0.1IU/5μl及WFI组(n=10):关节腔内注射无菌用水5μl;Sham组(n=10):非关节炎模型组。在给药后不同的时间点(1天、3天、5天),进行自发疼痛步态分析及热痛阈检测,比较三组之间的变化。2.在膝骨性关节炎大鼠疼痛模型上,给予注射A型肉毒毒素或注射用水,第5天后行动物灌注和免疫荧光染色,观察脊神经节Nav1.8的表达。3.应用SPSS 20.0统计软件处理全部数据,采用非参数秩和检验,分析自发疼痛行为学步态测试结果。不同测试时间点的同一组大鼠,数据用相关样本参数检验(Friedman Test)分析;用均数±标准差(x±s)表示,对资料进行分析时采用t检验及方差分析,P<0.05具有统计学意义。结果:1.膝骨性关节炎模型制作:在大鼠右膝关节内注射4%木瓜蛋白酶溶液0.3ml,实验第5天80%大鼠已有不同程度出现关节肿胀及活动受限,7d达到高峰。2.自发疼痛检测2.1 20只膝骨性关节炎模型大鼠分两组,在右侧膝关节腔分别注射BTX-A或WFI,在给药后1天、3天及5天行自发痛检测。在给药后第5天,与WFI组相比,BTX-A组的大鼠自发疼痛行为改善,差异有显著统计学意义。2.2膝骨性关节炎大鼠在注射A型肉毒毒素后1天、3天及5天,分别进行自发疼痛步态分析的检测。注射A型肉毒毒素后时间不同,自发疼痛行为改善也不同,差异有统计学意义。给予BTX-A后的1,3,5天,不同天数之间两两比较,具有统计学意义,且伴随时间天数的延长(≤5天),自发疼痛行为改善越明显。3.热痛阈检测3.1三组大鼠:Sham组、关节炎+WFI组、关节炎+BTX-A组分别在注射后第1、3、5天测试大鼠右足热痛阈值。在实验观察的时间内,模型组与Sham组比较,热刺激撤足阈值均有所降低。3.2热痛阈结果显示:模型组大鼠第1天给予BTX-A注射后,在24小时内大鼠的热痛阈值开始上升,且随时间的延长其缓解疼痛效果逐渐明显,一直可持续到注射后第5天,与注射用水组比较,BTX-A组热痛阈明显高于对照组。实验结果表明注射BTX-A可缓解疼痛,增加热痛阈值。4.脊神经节上Nav1.8蛋白的表达:免疫荧光组织化学结果显示模型组可上调DRG神经元中Nav1.8蛋白表达水平,和Sham组比较,具有统计学意义。BTX-A注射5 d后大鼠DRG神经元中Nav1.8蛋白表达上调现象被明显抑制,与注射用水组比较,具有统计学意义。结论:在大鼠骨性关节炎模型中,通过关节腔内注射A型肉毒毒素,可以改善自发疼痛步态,提高热痛阈值,并使脊神经节中钠离子通道Nav 1.8表达下降,可能通过下调Nav 1.8蛋白的表达,减少中枢致敏,减轻关节疼痛,提高痛阈,从而起到镇痛作用。