目的:骨关节炎（Osteoarthritis,OA）是世界范围内最常见的退行性关节病变,是导致严重疼痛、肢体残疾和生活质量受损的主要原因。近年来,随着“全民健身”理念的深入人心,体育运动日益普及,运动损伤也快速增加,而运动损伤正是导致OA发生的一个重要危险因素。前交叉韧带（anterior cruciate ligament,ACL）损伤作为一种常见的运动损伤,因其可继发创伤后骨关节炎（Post-traumatic osteoarthritis,PTOA）而受到了广泛的关注。目前尚缺乏逆转其病理变化的有效治疗方案,对其代谢特征和发生机制也尚不完全了解。与其他类型OA不同的是,ACL损伤继发的OA存在明确的起始时间,这使得早期预防更具可操作性。我们采用核磁共振（NMR）的代谢组学方法,分析大鼠ACL损伤后血清的代谢特征和相关机制,以期寻找相关的特征性代谢物,阐明涉及的关键代谢通路,为ACL损伤后如何科学有效预防PTOA提供理论依据。方法:本实验采用大鼠前交叉韧带切断（Anterior cruciate ligament transaction,ACLT）法,设置术后4周、8周、12周3个连续的时间点,通过纵向研究来探究膝关节ACL损伤后机体的代谢变化及相关机制。分别以不作任何处理的对照（control）组和假手术（sham）组作为参照进行NMR代谢组学分析。通过多变量统计分析识别代谢模式,并将多变量分析和单变量分析共同筛选出的代谢物定义为特征性代谢物。最后基于KEGG数据库对代谢物进行代谢通路分析。结果:从代谢组学的角度阐明大鼠ACL损伤后血清的代谢紊乱和相关机制,共鉴定出28个代谢物。结果表明,术后4周sham组与ACLT组代谢模式明显分离,提示存在显著差异;术后8周sham组与ACLT组相比,代谢模式仅适度区分,提示存在差异;术后12周sham组与ACLT组代谢模式较难区分,提示存在较少的差异。葡萄糖在代谢组学的分析中被筛选为特征性代谢物,其水平在术后4周sham组vs.ACLT组中升高,并且在术后8周sham组vs.ACLT组中仍呈上升状态,与大鼠血清中显著变化的淀粉与蔗糖代谢通路吻合。除此之外,一些能量相关通路中的关键代谢物如糖酵解和三羧酸循环中的丙酮酸、柠檬酸和琥珀酸水平也出现了不同程度的改变。与术后4周sham组相比,术后4周ACLT组中牛磺酸的水平升高,被认定为特征性代谢物,这也与较为活跃的牛磺酸和次牛磺酸代谢相符。改变的代谢途径主要包括能量代谢（丙酮酸代谢、淀粉与蔗糖代谢）,牛磺酸和次牛磺酸代谢与氨基酸代谢（苯丙氨酸,酪氨酸和色氨酸的生物合成、苯丙氨酸代谢、甘氨酸,丝氨酸和苏氨酸的代谢、组氨酸代谢）。另外,本实验设计了两种不同的对照组,在筛选到的特征性代谢物中,乳酸的水平在两项对比中呈现相反的变化趋势。当以sham组作为对照组时,ACLT组中乳酸水平显著升高;而与control组对比时,ACLT组中乳酸水平则呈现下降趋势。结论:（1）ACL损伤对大鼠机体的生化稳态和代谢造成了重大干扰,但持续时间较短;（2）ACL损伤诱导大鼠血清葡萄糖浓度升高,可能会通过损害软骨细胞的功能促进其变性改变;（3）ACL损伤早期大鼠机体牛磺酸水平的变化可能与关节中软骨骨赘的形成和软骨下骨的硬化有关;（4）ACL损伤后大鼠血清的代谢改变与氨基酸代谢的扰动密切相关,为今后研究PTOA提供了良好的思路。