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目的:探索研究通过使用药物AMD3100阻断基质细胞衍生因子-1(stromal cell-derived factor-1,SDF-1)/趋化因子受体4信号通路在豚鼠骨性关节炎(osteoarthritis,A)中的作用。方法:(1)实验动物的选择:本试验选取35只九个月大的雄性Hartley豚鼠(0.88公斤±0.21公斤),将其随机分为三组:第1组通过渗透微泵连续输注CXCR4拮抗剂AMD3100/PBS溶液(N=13);第2组主要作为未处理的OA控制组(N=11);第3组通过渗透微泵持续输注PBS溶液(n=11)。豚鼠使用含有0.2%甲苯噻嗪和1%氯胺酮的PBS溶液麻醉。所有豚鼠每周称重,并在3个月(12周)的治疗后实行安乐死,之后将所有豚鼠的膝关节通过仔细解剖后整体移除行组织学观察。(2)体外实验部分则是预先将取出的OA软骨细胞和软骨外植体分别放入含有一定量的SDF-1,si RNA CXCR4或者anti-CXCR4培育基中进行培育。随后的标本中基质金属蛋白酶(MMPs)m RNA和蛋白质水平分别使用定时聚合链式反应(RT-PCR)和酶联免疫吸附试验(ELISA)测定。(3)实验动物的处理:作背外侧胸部切口,并钝性分离皮下后(~1厘米)形成皮下小袋,将微型渗透泵分别插入其中。插入前,200μL泵即储满44.44毫克/毫升AMD3100+PBS溶液(组2)或单纯PBS溶液(组3)。平均泵入速率为0.15μ升/小时,以此剂量第1组每只动物每天将收到160μg AMD3100。因渗透泵持续时间为6周,渗透泵在治疗过程中需更换一次。(4)结果测定:软骨破坏程度以改良Mankin’s评分进行评价。SDF-1,糖胺聚糖(GAGs),MMP-1,MMP-13和白细胞介素-1β(IL-1β)使用ELISA染色测定。结果:SDF-1在较早的时间里即已完全浸润软骨并且减少了蛋白聚糖的染色;在经过含有SDF-1的培养基中,软骨细胞及软骨糖胺聚糖(GAGs)和MMP-13的活性明显增加。而在使用si RNA CXCR4或者CXCR4抗体干扰SDF-1和CXCR4之间的联系后,SDF-1的效果则明显被减弱。染色显示,经AMD-3100治疗的实验组,其膝关节软骨损伤的Mankin’s评分相较于对照组是最低的。同时,在经AMD-3100治疗的实验组中,SDF-1,GAG,MMP1,MMP-13,和IL-1β在关节液和血液中的的水平也明显低于对照组。结论:本实验成功建立了原发性OA的豚鼠模型。发现SDF-1及CXCR4的复合物可以在OA进程中诱导软骨的退化。通过药物学阻断SDF-1/CXCR4信号通路可以明显削弱关节软骨的分解代谢过程。