膝关节骨关节炎（Knee OA）是临床常见疾病,以膝关节疼痛、僵硬及活动受限为主要表现,是中老年人致残最常见的原因之一。流行病学调查显示维生素D缺乏与膝关节OA的发生密切相关,OA患者血清中维生素D水平明显降低,而适当的维生素D补充对膝关节OA的早期进展具有明显的抑制作用。然而,维生素D不足导致膝关节OA发生的机制仍不清楚。为了研究1,25（OH）₂D₃在膝关节OA发生中的作用及机制,我们将给予同窝野生型和1α（OH）ase^-/-小鼠正常饮食,至4月龄取材,利用组织病理学的方法比较分析其膝关节的表型差异,结果显示:与野生型小鼠相比,正常饮食1α（OH）ase^-/-小鼠血清钙磷水平明显降低,血液中检测不到1,25（OH）₂D₃,膝关节软骨厚度明显变薄,软骨基质中糖胺聚糖及Ⅱ型胶原含量减少,呈现较典型的OA病理表型。为了研究1,25（OH）₂D₃缺乏导致小鼠OA的发生是否是依赖钙磷,本研究通过给予同窝野生型小鼠及1α（OH）ase^-/-小鼠高钙高磷饮食（含2%钙、1.25%磷和20%乳糖）,利用组织化学、免疫组织化学和相关生化指标检测等方法比较分析同窝野生型小鼠及1α（OH）ase^-/-小鼠膝关节表型的差异。结果表明:（1）在断奶后给予1α（OH）ase^-/-小鼠高钙高磷饮食后,其血清钙、磷水平均恢复正常,仅存在血清1,25（OH）₂D₃水平的明显降低;而同窝野生型小鼠在给予高钙高磷饮食后,其血清钙、磷及1,25（OH）₂D₃水平均在正常范围内。（2）与同窝野生型小鼠相比,18月龄1α（OH）ase^-/-小鼠的膝关节呈现典型的OA病理表型,关节软骨塌陷,软骨厚度明显变薄,软骨基质中糖胺聚糖及Ⅱ型胶原含量减少;关节软骨内氧化应激、DNA损伤、细胞衰老、衰老相关炎症因子（IL-1α、IL-1β、IL-2、IL-6、CCl-7、CCl-8）表达水平均明显增高。这些结果提示,1,25（OH）₂D₃缺乏可能通过增加膝关节关节软骨细胞的氧化应激和DNA损伤,促进细胞衰老和衰老相关炎症因子的分泌,加速了膝关节OA的发生和发展。为了进一步明确1,25（OH）₂D₃缺乏是否通过增加氧化应激引起小鼠膝关节OA的发生,我们通过给予野生型小鼠和1α（OH）ase^-/-小鼠高钙高磷饮食或高钙高磷饮食加NAC饮水（1g/L）,于8周龄时切除三组小鼠前交叉韧带建立骨关节炎模型,术后4周取材,通过影像学、组织化学、免疫组织化学和相关生化指标检测等方法比较分析了各组小鼠膝关节表型的差异。结果显示:（1）膝关节软骨下骨的骨密度在高钙磷和NAC联合补充1α（OH）ase^-/-小鼠较高钙磷饮食1α（OH）ase^-/-小鼠有所增加,但仍未达到高钙磷饮食野生型小鼠的水平。（2）与高钙磷饮食野生型小鼠相比,高钙高磷饮食1α（OH）ase^-/-小鼠术后软骨基质中糖胺聚糖含量明显减少,关节软骨氧化应激、DNA损伤及细胞衰老相关指标均明显增高;与高钙磷饮食1α（OH）ase^-/-小鼠相比,上述各项指标在高钙磷和NAC联合补充1α（OH）ase^-/-小鼠均得到明显纠正。本研究结果说明1,25（OH）₂D₃缺乏能够引起小鼠膝关节组织内氧化应激和软骨细胞DNA损伤增加,加速软骨细胞衰老进程,继而促进衰老相关分泌表型分子产生,加速了膝关节OA的发生。本研究结果不仅阐述了1,25（OH）₂D₃缺乏导致膝关节OA发生的机制,而且将为活性维生素D用于膝关节OA防治提供了理论和实验依据。