长期过度体重诱导母猪自发性半月板退变：肥胖相关膝骨关节炎的临床前模型研究

膝关节骨关节炎(OA)与肥胖密切相关，肥胖是OA的主要风险因素。本研究以母猪(250 kg)为模型，通过多模态成像和生化分析发现：长期机械负荷导致半月板胶原纤维增厚、基质完整性破坏，后角区域尤为显著。该研究首次证实母猪可作为自发性肥胖相关半月板OA的可持续动物模型，为理解机械负荷与关节退变关系提供了新视角。

　　

膝关节骨关节炎(OA)是全球范围内导致慢性疼痛和残疾的主要疾病，而肥胖是其最重要的可调控风险因素。半月板作为膝关节的关键缓冲结构，其退变与OA进展密切相关。然而，目前缺乏能模拟人类自发性肥胖相关OA的理想动物模型，且半月板在机械负荷下的适应性改变机制尚不明确。传统的小鼠、兔子等模型因体重和关节结构与人类差异较大，难以真实再现病理过程。

针对这一科学问题，芬兰研究委员会资助的研究团队创新性地选用体重差异显著的猪模型（110 kg年轻猪 vs. 250 kg母猪），通过多学科交叉方法系统研究了长期机械负荷对半月板的影响。这项发表在《Annals of Anatomy - Anatomischer Anzeiger》的研究，首次证实母猪可作为自发性肥胖相关半月板OA的可持续动物模型。

研究采用3T MRI进行无损检测，结合微计算机断层扫描(μCT)定量分析胶原纤维结构，通过OARSI和Pauli评分系统评估组织病理学改变，并运用拉曼光谱检测后角区域的胶原交联度和蛋白聚糖含量。免疫荧光技术则用于解析神经纤维分布特征。所有样本均来自屠宰场，遵循3R原则（替代、减少、优化）。

3.1 磁共振成像分析
MRI显示两组半月板均呈均匀低信号，未检测到明显病变，提示早期退变可能未被常规影像学捕获。

3.2 微计算机断层扫描
μCT揭示母猪半月板的径向连接纤维平均厚度显著增加（p<0.05），后角区域纤维体积占比最高。这种结构重塑可能是对持续机械负荷的适应性反应。

3.3 宏观分析
Pauli评分显示母猪半月板损伤更严重（2.67±0.35 vs 1.58±0.25，p=0.05），表现为表面纤维化和不完全撕裂，符合人类OA早期特征。

3.4 组织化学分析
番红O染色显示母猪组糖胺聚糖(GAGs)分布异常，天狼星红偏振光下观察到胶原纤维树状增粗（直径增加约40%），提示基质成熟度受损。

3.6 后角拉曼光谱
轻猪组胶原交联比(1666/1690 cm^-1)更高（154.47±77.26 vs 37.02±38.81），表明肥胖可能阻碍胶原成熟。

3.7 免疫荧光
母猪半月板外1/3区出现P物质阳性神经纤维团（类高尔基小体），而轻猪仅见分散神经纤维，这为肥胖相关疼痛机制提供了新解释。

该研究通过多维度证据链证实：母猪因长期承受高机械负荷，其半月板发生与人类肥胖相关OA相似的自发性退变，包括胶原网络重构、基质代谢紊乱和神经重塑。特别值得注意的是，μCT揭示的径向纤维增厚现象，可能是半月板应对超负荷的"代偿性硬化"反应，这种改变虽短期内增强力学支撑，但长期可能导致组织脆性增加。拉曼光谱发现的胶原交联异常，则从分子层面解释了肥胖相关OA的基质缺陷机制。

研究创新性地将屠宰场废弃组织转化为高质量科研资源，既符合伦理规范，又为OA研究提供了可推广的可持续模型。未来可基于此模型开发早期干预策略，如靶向调控胶原交联酶或Piezo1机械敏感通道。这些发现为理解"机械负荷-组织适应-疼痛产生"的级联反应提供了重要理论基础，对临床防治肥胖相关关节疾病具有启示意义。