膝骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是一种以关节软骨退变、滑膜炎、关节肌肉的萎缩和软骨下骨重塑等为特征的慢性关节疾病。尽管临床医生一直致力于改进骨关节炎的治疗方法,但因发病机理不清且不易早期诊断,治疗效果仍然欠佳。近年来,影像学检查在OA的诊断、疾病进展和治疗等方面起到了重要的作用。常规X线摄影检查是简便、花费少、广泛应用的无创性影像学检查方法,它能够检测到与OA相关的特征,比如软骨下骨硬化、骨赘、囊肿和关节间隙狭窄等变化。如能从X线片的表现确定OA的分期,将对OA的早期诊断起到很大的帮助。软骨细胞作为软骨的唯一细胞成分,其生物学变化和OA的发生发展密切相关。虽然是非兴奋性细胞,大量实验证实软骨细胞膜具有膜电位(RMP),软骨细胞的体积、增殖、分化和代谢等功能对细胞内外离子浓度变化很敏感,细胞膜电位控制着通过膜离子通道进出的各种离子的流动,因此阐明膜电位的变化及其分子机制对于深入了解OA的发病机制具有重要意义。OA的电生理研究中需要大量的软骨细胞,软骨细胞来源有限,而且是高度分化的细胞,体外培养容易去分化,一般认为培养的前3~5代细胞可以维持软骨细胞生物学特性。尚未有文献报道正常细胞和OA细胞传代后软骨细胞电生理特性如何变化,尤其是软骨细胞最基本的电生理参数—RMP在传代过程中的变化。我们采用Hulth法建立兔双膝OA模型,应用X线摄影技术对术前及术后的动物进行动态检查,观察了对照组和OA组X线片中不同表现,试图从X线片表现确定兔OA的分期。采用q RT-PCR技术,观察了对照组和OA组4代软骨细胞(P1~P4)相关特征分子基因m RNA表达的改变;同时采用膜片钳技术,测定4代细胞的RMP。第一部分兔膝骨关节炎X线影像学动态分析目的:研究对照组及OA组兔术后不同时期的影像学表现。方法:应用Hulth法建立兔双膝OA模型,在术前至术后第12周的时间内,每隔2周应用数字化X线摄影技术(DR)对其进行形态学检查,通过观察膝关节的影像资料,并依据关节间隙比值、关节间隙角、骨赘的总个数等指标对其进行分析。结果:正位片可见,在12周时间内,对照组兔膝关节无异常表现。与术前相比,术后2周及术后4周的OA组兔膝关节无明显异常改变;术后6周,膝关节内侧缘唇状骨赘,关节间隙狭窄,以内侧为著,部分关节面出现骨质硬化;术后8周和术后10周骨赘数量增多,关节间隙狭窄和关节面硬化逐渐严重;术后12周,膝关节内侧出现较大骨赘,关节间隙明显狭窄,部分关节面骨质显著硬化。侧位片对照组及OA组均未见异常。与术前相比,OA组动物从术后第6周开始,膝关节间隙比值减小,膝关节关节间隙角增大,骨赘总个数也随着术后时间的延长而明显增加。结论:从X线片观察,Hulth模型兔6周之前处于OA的早期阶段,6周之后进入OA的中晚期阶段。第二部分骨关节炎兔软骨细胞传代后膜电位的变化目的:观察正常和骨关节炎(OA)兔软骨细胞传代后静息膜电位(RMP)的变化。方法:采用经典Hulth法,制作兔双腿OA模型。手术后12周,体外酶解分离膝关节软骨细胞,并传代培养。采用q RT-PCR技术,观察了对照组和OA组4代软骨细胞(P1~P4)相关特征分子基因m RNA表达的改变;同时采用膜片钳技术,测定4代细胞的RMP。结果:对照组和OA组的P1~P3代细胞相似,呈卵圆形或多角形,P4代细胞以成纤维细胞样的梭形为主。分别与同组的P1代细胞相比,两组动物的P2~P4代软骨细胞的II型胶原(COL2A1)和聚集蛋白聚糖(ACAN)的m RNA表达逐渐减少,而I型胶原(COL1A1)表达逐渐增多。与对照组P1代细胞相比,OA组P1代细胞COL2A1和ACAN的m RNA表达减少,软骨细胞RMP值明显降低。分别与各组的P1代细胞相比,对照组P4代细胞RMP数值减少,而OA组P4代细胞RMP数值增加。结论:正常和OA软骨细胞传代后均会发生去分化现象,RMP可以作为描述去分化的指标,正常和OA软骨细胞培养前3代可以保持各自的生物学特性,适合软骨组织再生修复及OA疾病研究使用。