骨关节炎(Osteoarthritis，OA)主要特征为关节软骨发生退行性病变。OA导致的跛行是家畜提前淘汰的主要原因。目前OA发病机制尚不清晰，且发病过程受多种因素调控，NF-κB炎症信号通路在OA的发生和发展中起到重要作用。本试验通过体外培养大鼠软骨细胞，检测NF-κB通路和促进软骨基质降解相关蛋白，观察软骨基质降解生物标志物浓度变化，探讨关节软骨降解机制，为解释OA发病机制提供理依据。兽医临床上OA诊断主要依靠临床症状、影像学检查和医生的临床经验，能够明确OA发病时往往已经错过了最佳治疗时机。血清生物标志物对于OA早期诊断和病情评估具有重要作用，筛选有效的特异性血清生物标志物已成为目前研究热点。本试验通过对前十字韧带切除(ACLT)大鼠血清中GAG、CS846和COMP标志物的含量进行纵向和联合检测，探讨其在OA诊断和病情评估的价值。
　　(1)体外试验：通过IL-1β诱导大鼠软骨细胞后，应用免疫印迹法检测ADAMTS-4和COX-2蛋白以及NF-κB信号通路相关蛋白P65(核内外)、P-P65(核内外)、IκBα的表达情况，ELISA法检测PGE2和细胞上清液中GAG、CS846和COMP浓度。免疫荧光方法检测P-P65蛋白核转位情况。(2)体内试验：通过ACLT建立大鼠OA模型，分别于0、2、4、6、8、10周采集胫骨和血清样本。胫骨平台进行大体观察及评分、HE染色及OARSI评分。ELISA检测血清中GAG、CS846和COMP标志物浓度，分析GAG、CS846和COMP浓度与关节损伤程度相关性。ROC曲线分析单一/联合检测生物标志物对大鼠OA的诊断价值。(3)临床应用试验：ELISA检测OA奶牛血清中GAG、CS846和COMP浓度变化，ROC曲线分析单一/联合检测生物标志物对奶牛OA的诊断价值。
　　试验结果显示，IL-1β通过促进软骨细胞中IκBα表达、P65磷酸化入核而激活NF-κB通路，引起ADAMTS-4、COX-2和PGE2表达增多，软骨降解标志物COMP和CS846表达增加。建立大鼠OA模型后，0-10周内血清生物标志物COMP和CS846浓度逐渐升高。血清中COMP和CS846浓度变化与软骨损伤程度呈正相关(r=0.915，r=0.912)。血清中COMP和CS846浓度变化呈正相关(r=0.879)。与单独检测大鼠COMP或CS846相比，联合检测血清中COMP和CS846标志物的曲线下面积AUC(0.93)、灵敏度(83.30%)和特异度(100.00%)更高。临床试验显示，与正常奶牛组比较，OA奶牛血清中CS846和COMP浓度显著增加，且COMP和CS846浓度变化呈正相关(r=0.867)。与单独检测COMP或CS846相比，联合检测奶牛血清中COMP和CS846标志物的AUC(0.94)、灵敏度(94.4%)和特异度(83.30%)较高。
　　结论：(1)IL-1β激活NF-κB通路促进软骨细胞分泌炎症因子ADAMTS-4、COX-2和PGE2，使关节软骨降解，COMP和CS846浓度增加并介导OA发生。(2)大鼠和奶牛血清中COMP和CS846浓度与关节损伤程度及病情发展呈正相关，联合检测血清中COMP和CS846生物标志物可提高骨关节炎诊断准确度和灵敏度。