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目的水通道蛋白(aquaporins,AQP)表达量的变化可能与细胞凋亡相关。但在骨性关节炎(osteoarthritis,OA)的发病过程中,AQP-1的表达变化是否与软骨细胞凋亡相关并无相关报道,本实验通过观察软骨组织中水通道蛋白-1 (aquaporins-1, AQP-1)和凋亡关键蛋白酶——半胱天冬氨酸蛋白酶3(Caspase-3)基因的表达及Caspase-3蛋白酶活性的变化,探讨AQP-1的表达与软骨细胞凋亡的相关性,为进一步研究骨性关节炎的发病机制提供实验依据。方法取8周龄清洁级雄性SD大鼠72只,体重286～320 g,平均300 g;随机分为手术组、假手术组和对照组,每组24只。手术组采用切断前交叉韧带及内侧副韧带、部分切除内侧半月板的方法制备大鼠双膝OA模型;假手术组仅暴露膝关节腔用碘伏生理盐水冲洗后即行缝合;对照组不作任何处理。造模后观察大鼠一般情况,分别于1、2、4、8周时处死大鼠取其膝关节标本行大体、组织学观察;采用实时荧光定量PCR检测AQP-1和Caspase-3 mRNA的表达情况;使用酶标仪检测Caspase-3蛋白酶活性。并对AQP-1 mRNA与Caspase-3 mRNA的表达及蛋白酶活性变化行Pearson相关性分析和回归分析。结果术后共6只大鼠死亡,均给予补充;其余大鼠均存活至实验完成。各时间点对照组及假手术组膝关节软骨外观及结构均正常;随时间延长手术组软骨表面粗糙且有裂隙,可见大量赘生物,软骨表层纤维化,细胞排列紊乱。参照Mankin评分标准,造模1周时各组评分比较,差异均无统计学意义(P > 0.05);2、4、8周时各组比较,差异有统计学意义(P <0.05)。造模后1周,手术组AQP-1、Caspase-3 mRNA表达和Caspase-3蛋白酶活性与假手术组及对照组比较,差异均无统计学意义(P >0.05);而2、4、8周时手术组以上指标均明显高于对照组和假手术组(P <0.05),且随时间延长呈增高趋势。AQP-1mRNA和Caspase-3 mRNA的表达成正相关(r=0.817,P<0.001),回归方程为y=0.4267x~2+0.0515 x(P<0.001);AQP-1 mRNA的表达和Caspase-3蛋白酶活性变化亦成正相关(r=0.945,P<0.001),回归方程为y=15.423x+4.3928 (P<0.001)。结论AQP-1的表达上调可能与软骨细胞的调亡相关,在OA发病过程中AQP-1的表达变化可能参与了OA的发生发展。