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第一部分：A-2巨球蛋白变体有针对性的设计抑制分解蛋白酶在ACLT模型大鼠体内的活体荧光分子断层扫描的分析和研究 目的： 利用FMT（小动物活体荧光断层成像技术）初步观察比较A-2巨球蛋白变体在ACLT模型大鼠的体内对抑制分析蛋白酶的作用。及注射探针后发出荧光的淬灭时间，试图找到一个在ACLT活体大鼠模型中最佳的扫描时间及ACLT术后，大鼠膝关节内炎症变化的趋势。 方法： 2月龄的Wista大鼠40只，20只Wista大鼠为模型对照组（Sham组）。将其右侧关节囊打开暴露后缝合，并不对其进行ACLT术。20只Wista大鼠对其右侧膝关节进行运用大鼠前交叉韧带切断（Anterior cruciate ligament transection，ACLT）ACLT组。然后对Sham及ACLT组右侧关节腔注射探针（ProSense750 and MMPSense680），然后分别在2小时，12小时，24小时，48小时，72小时，96小时，120小时，144小时，168小时，192小时，216小时，240小时，264小时。对其进行FMT扫描观察。 结果： 在进行连续的FMT扫描后，发现在12小时到264小时时间段内，利用扫描区域的结果分析，在24小时的时候膝关节的探针摩尔浓度达到最高值。 结论： 在FMT对ACLT术后动物膝关节扫描研究中尚未有一个准确的扫描时间定论。通过实验发现在24小时时间点。膝关节摩尔浓度达到最高值，确定了在后续试验中， FMT的扫描时间段。 第二部分：在ACLT模型大鼠关节腔内补充外源性A-2巨球蛋白变体片段对关节软骨的保护作用的研究 目的： 在ACLT术后大鼠关节腔内注射补充A-2巨球蛋白（Alpha-2-Macroglobulin，A2M）比较A2M全长及片段是否可以有效的阻止或明显延缓创伤性骨关节炎（Post-traumatic osteoarthritis，PTOA）的发生及发展。 方法： 体外实验，牛软骨外植体（BCE）孵育与TNF-α和IL-1βα或不wt-A2m或A2M的变体。通过在培养上清液测定硫酸化糖胺聚糖（sGAG）软骨代谢。运用前交叉韧带离断（Anterior cruciate ligament transection，ACLT）对Wista大鼠进行PTOA模型的的制备，将77只雄性Wista大鼠随机分为7组，用不同剂量的A2M或它的变体注射关节腔治疗在24小时和14天。 1）ACLT+PBS; 2）ACLT+wt-A2m(0.153mg); 3) ACLT+cyt-108 A2m(0.153mg); 4）ACLT+cyt-108 A2m(0.077mg); 5）ACLT+cyt-98 A2M(0.153mg); 6) ACLT+cyt-98 A2M(0.077mg)7)Sham+盐水术后8周收集关节及滑膜盥洗液。 小动物活体荧光断层成像技术（FMT）被用来在24小时后，用探针prosense（750）和mmpsense（680）体内炎症监测术后2周，4周、6周。软骨损伤定量用OARSI评分和MMP-3、13、ColX、Col2、Runx2和Aggrecan的免疫组化结果。滑膜盥洗液中的MMP-13通过ELISA对其水平进行检测。PCR法评估软骨组织中的各相关的基因表达水平。 结果： 在大鼠的PTOA模型当中，关节腔内早期注射A2M及其变体能够减缓PTOA的病理进程以及明显降低盥洗液中MMP-13的水平。与ACLT+PBS组相比。注射A2M及其变体的治疗组中。II型胶原和蛋白多糖表达水平明显升高。而MMP3,13,Runx2及X型胶原的表达明显下降。 结论： 在关节腔内早期补充A2M及其变体能够起到保护关节软骨的作用，延缓PTOA的发生。