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目的和背景:随着人口老龄化,骨性关节炎逐渐成为影响人类健康和生活质量的疾病。骨性关节炎最重要的病变是关节软骨的破坏,关节软骨的合成和分解代谢失衡,关节软骨炎性介质,软骨基质,应力等通过软骨细胞特定的受体,进而通过细胞内信号转导途径,影响细胞核内的炎症因子和基质金属蛋白酶的基因的表达,从而促进软骨的分解代谢。研究这一过程中软骨细胞内信号转导的变化和作用,对于阐明骨性关节炎的发病机制具有重要意义,对于骨性关节炎的预防和治疗具有重要意义。近年来文献提示,p38信号转导途径可能对关节软骨细胞的分解代谢具有重要作用,本文通过建立大鼠骨性关节炎动物模型,关节腔注射p38MAPK特异性阻断剂SB203580,研究其在骨性关节炎中对软骨基质金属蛋白酶表达的影响,为阐明骨性关节炎的发病机制以及p38抑制剂治疗骨性关节炎的实验研究奠定了基础。
方法:本实验选取S—D大鼠40只,随机分成四组,每组雌雄各5只,每组均行双侧膝关节前交叉韧带切断及内侧半月板三分之一切断术,其中A组为高浓度阻断剂治疗组,B组为低浓度阻断剂治疗组,C组为生理盐水治疗对照组,D组为骨性关节炎组。建立骨性关节炎动物模型,关节腔注射不同浓度的p38MAPK特异性阻断剂SB203580,每周一次,并设立多个对照组。术后笼养,任其活动。于术后7周取标本,股骨端软骨行分子生物学检测,利用Western-blot比较注射组、生理盐水组和关节炎组软骨细胞内MMP-3,13的蛋白表达水平;胫骨端软骨行病理学检测,利用HE染色及甲苯胺蓝染色结合大体观,对骨性关节炎软骨进行软骨破坏程度评分,通过秩和检验比较软骨破坏在注射组和对照组间的差异。并用免疫组化研究MMP-3,13在各组中胫骨软骨各层中的分布,并利用配对t检验,进行统计学分析。所有统计均用SPSS11.5软件进行。
结果:成功的建立了大鼠骨性关节炎的动物模型,大体观察发现,给药组大体观察病变主要位于股骨内髁内侧,色泽灰暗,软骨膜、软骨基本无糜烂缺损或表浅溃疡;生理盐水组及关节炎组大体观察软骨表面变为淡黄色,不光滑,色泽暗,软骨不透明,软骨表面粗糙,软骨膜、软骨出现糜烂缺损,有溃疡形成。给药组软骨退变轻于非给药组。Western结果显示注射抑制剂后,高,低浓度注射组MMP-3,13的蛋白表达均明显低于生理盐水组和OA组,而高浓度注射组低于低浓度注射组,OA组与生理盐水组无明显差异。
结论:在大鼠骨性关节炎模型中,通过大体观察、HE染色、甲苯胺蓝染色、Western-blot检测以及免疫组化,证实关节腔注射p38MAPK特异性阻断剂SB203580能够抑制实验性骨性关节炎中基质金属蛋白酶的表达,对关节软骨具有保护作用,这一结果在western结果中更为敏感。实验数据运用统计学分析,各组之间具有统计学相关性。这一结果与我们的假设和众多文献报道的体外实验的结果相符。我们提出以下结论:①骨性关节炎中,p38能被激活,并在OA进程中发挥重要作用。②激活的p38能调节软骨基质金属蛋白酶的表达,并在降解软骨基质中发挥重要作用。③p38抑制剂能抑制基质金属蛋白酶的表达,从而保护关节软骨。④阻断p38可能是预防和治疗骨性关节炎的新靶点,值得更进一步的研究。