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丙酮酸乙酯对CIA大鼠关节炎症及滑膜组织HMGB1影响的机制探究

一、引言

1.1研究背景与意义

类风湿关节炎（RheumatoidArthritis，RA）是一种常见的慢性、全身性自身免疫性疾病，以侵蚀性、对称性多关节炎为主要临床表现，其病理特征为滑膜炎、血管翳形成，并逐渐出现关节软骨和骨质的破坏，最终可导致关节畸形和功能丧失，是造成人类丧失劳动力和残疾的主要原因之一。据统计，全球约有1%的人口受其影响，我国的患病率约为0.32%-0.36%，给患者家庭和社会带来沉重的经济负担。目前RA的治疗仍面临诸多挑战，传统改善病情抗风湿药（DMARDs）虽能控制部分患者的病情，但存在起效慢、不良反应多等问题；生物制剂虽疗效显著，但价格昂贵、有感染风险等，且并非对所有患者有效，因此，探索新的治疗靶点和药物具有重要的临床意义。

近年来，随着对RA发病机制研究的深入，高迁移率族蛋白1（HighMobilityGroupBox1，HMGB1）作为一种重要的晚期炎症介质，在RA发病中的作用备受关注。正常情况下，HMGB1主要存在于细胞核内，参与DNA的复制、转录和修复等过程。当机体遭受严重创伤、感染或炎症刺激时，细胞会主动释放HMGB1，或者细胞受损死亡后被动释放HMGB1，使其进入细胞外液和血液循环。在RA患者中，关节滑膜细胞、巨噬细胞等可大量释放HMGB1，其水平与疾病活动度、关节破坏程度密切相关。HMGB1可以与多种细胞表面的受体结合，如Toll样受体（TLRs）、晚期糖基化终产物受体（RAGE）等，激活细胞内的信号转导通路，诱导巨噬细胞、单核细胞等炎症细胞释放大量的炎症因子，如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1（IL-1）、白细胞介素-6（IL-6）等，进一步放大炎症反应，促进中性粒细胞的趋化和黏附，加重关节组织的炎症损伤和骨质破坏。因此，靶向HMGB1可能为RA的治疗提供新的策略。

丙酮酸乙酯（EthylPyruvate，EP）作为丙酮酸的亲脂性酯化物，近年来在炎症相关疾病的研究中崭露头角。丙酮酸是机体能量代谢的重要中间产物，也是一种有效的活性氧（ROS）清除剂。EP不仅保留了丙酮酸的抗氧化特性，还因其亲脂性能够更容易地穿透细胞膜，发挥更为广泛的生物学作用。大量研究表明，EP对多种炎症相关疾病具有保护作用，如脓毒症、缺血再灌注损伤等。在脓毒症模型中，EP能够抑制内毒素刺激鼠巨噬细胞释放HMGB1，阻断炎症级联反应的进一步发展；在肝脏缺血再灌注损伤模型中，EP可抑制HMGB1的释放，保护肝细胞功能。然而，EP对RA的治疗作用及其机制尚未完全明确，尤其是其对RA关节炎症及滑膜组织HMGB1表达的影响，目前相关研究较少。

本研究旨在通过建立胶原诱导的关节炎（Collagen-InducedArthritis，CIA）大鼠模型，观察丙酮酸乙酯干预前后CIA大鼠关节炎症的改善情况和滑膜组织HMGB1的表达变化，探讨HMGB1在关节炎中的作用及丙酮酸乙酯对其的拮抗作用，为RA的治疗提供新的理论依据和潜在治疗靶点。

1.2研究目的与内容

本研究以胶原诱导的关节炎（CIA）大鼠为研究对象，旨在深入探讨丙酮酸乙酯对类风湿关节炎的治疗作用及其潜在机制，为临床治疗类风湿关节炎提供新的理论依据和治疗策略。具体研究内容如下：

建立CIA大鼠模型：采用经典的牛II型胶原联合弗氏完全佐剂及卡介苗的方法，对Wistar大鼠进行皮内注射，诱导建立CIA大鼠模型。通过观察大鼠的关节炎症状，包括关节肿胀程度、关节炎指数评分、关节活动度等，以及影像学检查（如X线、Micro-CT等）和病理学检查（如HE染色观察关节滑膜组织形态学变化），评估模型的成功建立及关节炎的严重程度。

观察丙酮酸乙酯对CIA大鼠关节炎症的影响：将成功建立的CIA大鼠随机分为CIA对照组和丙酮酸乙酯干预组，同时设立正常对照组。从造模开始第3周起，丙酮酸乙酯干预组隔日腹腔注射40mg/kg丙酮酸乙酯，CIA对照组和正常对照组则注射等量的生理盐水。在干预治疗的第3周和第6周，分别对各组大鼠进行相关指标检测。动态观察大鼠的大体外观，记录关节炎指数和关节肿胀程度，评估关节炎症的改善情况；通过影像学分析，观察关节骨质破坏的程度变化；利用病理学检查，观察关节滑膜组织的炎症细胞浸润、血管翳形成、软骨和骨质破坏等病理改变，综合评价丙酮酸乙酯对CIA大鼠关节炎症的治疗效果。

检测丙酮酸乙酯对CIA大鼠滑膜组织HMGB1表达的影响：在干预治疗的第3周和第6周，取各组大鼠的关节滑膜组织，