Alle dierprocedures werden uitgevoerd in overeenstemming met de institutionele richtlijnen voor de zorg en het gebruik van laboratoriumdieren en werden goedgekeurd door het Dierenethische Comité van de Anhui University of Chinese Medicine (goedkeuringsnummer AHUCM-rabbits-2023195). De reagentia, chemicaliën, software en instrumenten die in dit protocol worden gebruikt, zijn opgenomen in de Tabel met Materialen.
1. Experimentele dieren en groepering
Vijftig gezonde volwassen mannelijke Nieuw-Zeelandse Witte konijnen (6 maanden oud, wegend 2,0–2,5 kg) werden verkregen van de Nanjing Pukou District Laifu Breeding Farm (Animal Production License No.: SCXK (Su) 2024-0007). Alle dieren ondergingen een acclimatiseringsperiode van 1 week met voer voorafgaand aan het experiment. De rechterknie werd aangewezen voor de beoordeling van de zwelling en de linkerknie voor de collectie van kraakbeenweefsel als een consistente procedurele conventie, in plaats van gebaseerd op een specifieke experimentele hypothese. Na de acclimatisering werden de konijnen willekeurig toegewezen aan vijf groepen (n = 10 per groep): een controlegroep, die geen modelprocedure of behandeling onderging; een KOA-modelgroep, waarbij KOA werd geïnduceerd met de gemodificeerde Videman-methode; een celecoxib-groep, waarbij de medicamenteuze behandeling 6 weken na modellering werd gestart; een acupotomiegroep, waarbij de acupotomiebehandeling 6 weken na modellering werd gestart; en een sham-acupotomiegroep, waarbij naaldinsertie zonder snijden of losmaken 6 weken na modellering werd gestart.
2. Vestiging van het KOA-model
Alle konijnen, behalve die in de controlegroep, ondergingen de gemodificeerde Videman-procedure om KOA te induceren. De dieren werden 12 h vóór de operatie vastgehouden. Anesthesie werd geïnduceerd door intraveneuze toediening van 3% pentobarbitalnatrium in een dosis van 30 mg/kg via de marginale oorader. Na routinematige voorbereiding van de operatielocatie, desinfectie en steriel afdekken, werd een longitudinale incisie gemaakt langs de mediale zijde van het kniegewricht. Het mediale collateraal ligament en het voorste kruisband werden opeenvolgend doorgesneden en de mediale meniscus werd volledig verwijderd. De incisie werd vervolgens in lagen gesloten.
Om het risico op postoperatieve infectie te verminderen, werd penicilline intramusculair toegediend in een dosis van 40.000 U/kg/dag gedurende 3 opeenvolgende dagen. Na de operatie werden de konijnen teruggeplaatst in hun kooien en kregen zij onbeperkte bewegingsvrijheid zonder immobilisatie van het gewricht.
3. Sham acupotomiebehandeling
Zes weken na de KOA-modellering ondergingen de konijnen in de sham-acupotomiegroep dezelfde palpatie- en puntmarkeerprocedures als bij de actieve acupotomiebehandeling. Een steriele wegwerp-acupotomienaald van 0,35 mm × 25 mm werd loodrecht door de huid ingebracht op elk gemarkeerd punt tot het subcutane weefsel was bereikt. Er werd geen snijden, losmaken, transversale manipulatie of andere mechanische release-manoeuvre uitgevoerd. De naald werd onmiddellijk na inbrengen teruggetrokken zonder weefselmanipulatie. De sham-behandeling werd één keer per week gedurende 4 opeenvolgende weken toegediend.
4. Acupotomiebehandeling
Zes weken na de KOA-modellering werden de konijnen in de acupotomiegroep gefixeerd op een behandeltafel. De periarticulaire weefsels rondom de aangetaste knie werden gepalpeerd, in het bijzonder rond de patella en de mediale en laterale gewrichtsspleten, om koordachtige structuren of harde knopen te identificeren. Op basis van de palpatiebevindingen werden vier tot zes behandelpunten geselecteerd en op de huid gemarkeerd.
Het behandelingsgebied werd geschoren en gedesinfecteerd volgens routinematige steriele procedures. Een steriele wegwerpacupotomienaald van 0,35 mm × 25 mm werd langzaam en loodrecht ingebracht op elk gemarkeerd punt totdat het botoppervlak was bereikt. De procedure werd uitgevoerd volgens de acupotomietechniek in vier stappen. Eerst werd een longitudinale release uitgevoerd, gevolgd door een transversale separatie. Wanneer een harde nodule werd aangetroffen, werd deze ingesneden tot er een duidelijk gevoel van release via de naald-mes werd waargenomen. Na de procedure werd de naald teruggetrokken en werd elke insteekplaats kort samengedrukt met steriel gaas en afgedekt met een adhesieve pleister. De behandeling werd éénmaal per week toegediend gedurende 4 opeenvolgende weken.
5. Medicamenteuze behandeling
Zes weken na de KOA-modellering kregen konijnen in de celecoxib-groep dagelijks één keer 24 mg/kg celecoxib-suspensie via orale gavage gedurende 4 opeenvolgende weken. De suspensie werd elke dag vers bereid in fysiologische zoutoplossing. Leverancier en catalogusinformatie zijn opgenomen in de Tabel met Materialen.
6. Beoordeling van kniegewrichtzwelling
Aan het einde van de interventieperiode, 10 weken na de KOA-modellering, werd de zwelling van het kniegewricht beoordeeld. Een zachte zijden draad werd gewikkeld rond het meest gezwollen gebied van het rechter kniegewricht, doorgaans ter hoogte van het tibiaplateau. De draad werd verwijderd en met een liniaal tot op de dichtstbijzijnde millimeter gemeten, waarbij de geregistreerde lengte werd gedefinieerd als de knieomtrek.
De relatieve zwelingsratio werd berekend met behulp van de volgende vergelijking:

7. Monsterneming
Aan het einde van de interventieperiode werden de konijnen gebenestheed door intraveneuze toediening van 3% pentobarbitalnatrium in een dosis van 30 mg/kg via de marginale oorvin. Het linkerkniegewricht werd geopend met een scalpelmes nr. 23 om de gewrichtsvlakken van het tibiale plateau en de femorale condylen bloot te leggen. Gewrichtskraakbeenweefsel werd uit deze regio's verzameld.
Elk kraakbeenmonster werd in twee delen gesplitst. Eén deel werd gefixeerd in 4% paraformaldehyde voor histopathologisch onderzoek. Het tweede deel werd in cryogene buisjes geplaatst, snel ingevroren in vloeibare stikstof en bewaard bij −80 °C tot de moleculaire analyses werden uitgevoerd. Direct na voltooiing van alle weefselafnameprocedures werden de konijnen geëuthanaseerd door middel van een luchtembolie via een snelle intraveneuze injectie van lucht in de marginale oorader.
Histologische kleuring en Mankin- en Moran-scoring werden uitgevoerd met kraakbeenmonsters van alle 10 konijnen per groep (n = 10). Representatieve hematoxyline- en eosine- en Safranin O–Fast Green-afbeeldingen werden geselecteerd van drie willekeurig gekozen konijnen per groep. Immunohistochemie en Western blotting werden uitgevoerd met monsters van drie willekeurig gekozen konijnen per groep (n = 3). Kwantitatieve reverse transcription polymerase chain reaction en enzyme-linked immunosorbent assay werden uitgevoerd met monsters van zes willekeurig gekozen konijnen per groep (n = 6). Alle selecties van subgroepen werden willekeurig uitgevoerd zonder voorafgaande kennis van de groepsindelingen.
8. Hematoxyline en eosine-kleuring
Kraakbeenweefsel gefixeerd in 4% paraformaldehyde werd gedecalcificeerd in een 10% ethylendiaminetetra-azijnzuur (EDTA)-oplossing bij pH 7.4 gedurende 4–6 weken. De decalcificatie-oplossing werd elke 3 dagen vervangen. Nadat de decalcificatie was bevestigd door naaldpenetratie, werd het weefsel gedehydrateerd via een oplopende ethanolserie van 70%, 80%, 90%, 95% en 100%, ontkleurd in xyleen en ingebed in paraffine. Het ingebedde weefsel werd met een microtoom gesneden in coupes met een dikte van 5 µm, waarna de coupes op glasplaatjes werden gemonteerd.
Voor kleuring met hematoxyline en eosine werden de coupes 60 min verhit bij 60 °C, gedeparaffiniseerd in xyleen gedurende drie wissels van elk 5 min, en sequentieel gehydrateerd in 100%, 95%, 80% en 70% ethanol, gevolgd door gedestilleerd water. De coupes werden 5 min gekleurd met hematoxyline, 10 min afgespoeld onder stromend kraanwater, gedifferentieerd in 1% zoutzuur bereid in 70% ethanol gedurende 2–3 s, en afgespoeld met gedestilleerd water. De coupes werden vervolgens 2 min gekleurd met eosine, afgespoeld met gedestilleerd water, gedehydrateerd via 70%, 80%, 90%, 95% en 100% ethanol, geklaard in xyleen en gemonteerd met neutrale hars. De kraakbeenmorfologie werd onderzocht en representatieve beelden werden vastgelegd met een lichtmicroscoop.
9. Safranine O–Fast Green kleuring
In paraffine ingebedde kraakbeensecties werden gedeparaffineerd en rehydrateerd zoals beschreven in sectie 8. De secties werden 5 min gekleurd met Weigert ijzer-hematoxyleen en gespoeld met gedestilleerd water. De secties werden vervolgens 3 min gekleurd met een 0,05% Fast Green-oplossing, kortstondig gedurende 10–15 s gespoeld in 1% azijnzuur en 5 min gekleurd met een 0,1% Safranine O-oplossing.
Na de kleuring werden de coupes snel gedehydrateerd in 95% en 100% ethanol, ontkleurd in xyleen en ingebed in neutrale hars. De gekleurde coupes werden onderzocht met een lichtmicroscoop. De intensiteit van de Safranine O-kleuring, die het proteoglycaangehalte weerspiegelt, werd semikwantitatief geanalyseerd met behulp van beeldanalyse-software.
10. Histologische scoring
Twee pathologen, die niet op de hoogte waren van de toewijzing aan de experimentele groepen, evalueerden onafhankelijk de gekleurde coupes met behulp van de Mankin- en Moran-scoringssystemen om de mate van kraakbeendegeneratie te beoordelen. Voorafgaand aan de evaluatie kregen alle coupes willekeurige identificatiecodes toegewezen. De behandelingsallocaties werden pas aan de pathologen bekendgemaakt nadat alle scoring was voltooid23.
11. Enzyme-linked immunosorbent assay
Bevroren kraakbeenweefsel werd gewogen, gecombineerd met fosfaatgebufferde zoutoplossing bij pH 7.4 en grondig op ijs gehomogeniseerd. Het homogenaat werd gecentrifugeerd bij 3,000 × g gedurende 20 min bij 4 °C, waarna de supernatant werd verzameld voor analyse. De concentraties van interleukine-1β (IL-1β), tumornecrosefactor-α (TNF-α) en interleukine-6 (IL-6) in de supernatant van het weefsel werden gemeten met konijn-specifieke enzyme-linked immunosorbent assay-kits volgens de instructies van de fabrikant.
12. Kwantitatieve reverse transcriptie polymerasekettingreactie
Totaal RNA werd geëxtraheerd uit kraakbeenweefsel met behulp van een methode op basis van fenol-chloroform. Kort samengevat werd het weefsel gelyseerd in RNA-extractiereagens en werd chloroform toegevoegd om de waterige en organische fasen te scheiden. De waterige fase werd verzameld en het RNA werd geprecipiteerd met isopropanol, gewassen met 75% ethanol, aan de lucht gedroogd en opgelost in water behandeld met diethylpyrocarbonaat. De RNA-concentratie en -zuiverheid werden gemeten met een spectrofotometer.
Voorafgaand aan de reverse transcriptie werd resident genomisch DNA verwijderd met behulp van een reagens voor de eliminatie van genomisch DNA. Complementair DNA werd vervolgens gesynthetiseerd met een reverse transcriptiekit volgens de instructies van de fabrikant. Kwantitatieve polymerasekettingreactie werd uitgevoerd met een SYBR Green-gebaseerde detectiemethode op een real-time polymerasekettingreactiesysteem. De cycluscondities waren als volgt: initiële denaturatie bij 95 °C gedurende 1 min, gevolgd door 40 cycli van denaturatie bij 95 °C gedurende 20 s en annealing en extensie bij 60 °C gedurende 1 min. Een dissociatiecurve-analyse werd uitgevoerd om de amplificatiespecificiteit te beoordelen.
De expressieniveaus van matrixmetalloproteïnase-3 (MMP-3), matrixmetalloproteïnase-13 (MMP-13), SRY-box transcriptiefactor 9 (SOX9), aggrecaan, RIC8A en circPDE4B werden gemeten. β-actin werd gebruikt als intern referentiegen. De relatieve expressie werd berekend met de methode. De primersequenties zijn opgenomen in Tabel 1.
13. Western blot-analyse
Kraakbeenweefsel werd gelyseerd in radioimmunoprecipitatie-assaybuffer aangevuld met fenylmethylsulfonylfluoride. Het lysaat werd gecentrifugeerd bij 12,000 × g gedurende 15 min bij 4 °C, waarna het supernatant werd verzameld als de totale eiwitfractie. De eiwitconcentratie werd bepaald met een bicinchonininezuur-assay.
Gelijke hoeveelheden eiwit (30 µg per lane) werden gescheiden via 10% sodiumdodecylsulfaat-polyacrylamidegelelektroforese en overgebracht op polyvinylideenfluoridmembranen die vooraf waren geactiveerd in methanol. De transfer werd uitgevoerd bij 300 mA bij 4 °C. De transfertijden waren als volgt: aggrecan (250 kDa) gedurende 90 min; MMP-3 (60 kDa), RIC8A (59 kDa), SOX9 (56 kDa) en MMP-13 (52 kDa) gedurende 50 min; en p38 MAPK (41 kDa) en GAPDH (36 kDa) gedurende 40 min. De membranen werden geblokkeerd met 5% vetvrije melkpoeder in Tris-gebufferde zoutoplossing met Tween 20 gedurende 2 u bij kamertemperatuur. De membranen werden vervolgens overnacht bij 4 °C geïncubeerd met primaire antilichamen tegen MMP-3 (1:2.000), MMP-13 (1:1.000), SOX9 (1:1.000), aggrecan (1:1.000), RIC8A (1:1.500), gefosforyleerde p38 MAPK (1:1.000) en totale p38 MAPK (1:2.000). GAPDH (1:2.000) werd gebruikt als loading control. Na drie wasbeurten met Tris-gebufferde zoutoplossing met Tween 20 (elk 10 min) werden de membranen 1,2 u bij kamertemperatuur geïncubeerd met horseradishperoxidase-geconjugeerde secundaire antilichamen (1:20.000). Na drie aanvullende wasbeurten werden de eiwitbanden gevisualiseerd met behulp van een enhanced chemiluminescence-substraat en vastgelegd met een geldocumentatiesysteem. Bandintensiteiten werden gekwantificeerd met ImageJ-software en genormaliseerd ten opzichte van GAPDH.
14. Immunohistochemie
Paraffine-ingebedde kraakbeensecties werden gedeparaffineerd en gehydrateerd via een gradiënt van ethanol (drie keer xyleen, telkens 5 min; gevolgd door 100%, 95% en 80% ethanol, telkens 3 min). Antigeen-retrieval werd uitgevoerd door de secties te verhitten in EDTA-buffer (pH 9,0) in een snelkookpan. De buffer werd tot kookpunt verhit en na het opbouwen van druk werd de retrieval 2 min voortgezet, gevolgd door afkoeling tot kamertemperatuur. Endogene peroxidaseactiviteit werd geblokkeerd met 3% waterstofperoxide gedurende 10 min bij kamertemperatuur. Na het wassen werd aspecifieke binding geblokkeerd met geiten serum gedurende 20 min bij kamertemperatuur in het donker.
De coupes werden 60 min bij 37 °C geïncubeerd met primaire antilichamen tegen gefosforyleerd p38 MAPK (1:800) en gefosforyleerde nucleaire factor kappa B (NF-κB) (1:300). Na drie wasbeurten met fosfaatgebufferde zoutoplossing met Tween 20 werden de coupes 30 min bij 37 °C geïncubeerd met de overeenkomstige met mierikswortelperoxidase geconjugeerde secundaire antilichamen. Na drie aanvullende wasbeurten werd diaminobenzidine gebruikt voor de kleurontwikkeling (gecontroleerd onder een microscoop), gevolgd door tegenkleuring met hematoxyline (2 min), differentiatie in 1% zoutzuur in 70% ethanol en blauwen in een lithiumcarbonaatoplossing (30 s). De coupes werden vervolgens gedehydrateerd, geklaard, gemonteerd en onderzocht met een lichtmicroscoop. De kleuring werd geëvalueerd met ImageJ-software, en de geïntegreerde optische dichtheid werd berekend voor semikwantitatieve analyse.
15. Statistische analyse
Gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± SEM. Vergelijkingen tussen meerdere groepen werden uitgevoerd met behulp van een eenweg-variantieanalyse, gevolgd door de post hoc-toets van Tukey. Een waarde van P < 0,05 werd beschouwd als statistisch significant.