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目的:通过提取小鼠来源的软骨细胞及骨髓来源单核细胞(Bone marrow macrophage cells,BMMs)进行体外实验,探讨安全浓度范围内的红景天苷(Salidroside,Sal)在保护软骨细胞及抑制破骨细胞活化方面的作用及其分子机制;同时通过前交叉韧带横断术(Anterior cruciate ligament transection,ACLT)建立小鼠膝关节骨性关节炎(Osteoarthritis,OA)模型,研究不同浓度的Sal对软骨及软骨下骨的保护作用,以便为OA的治疗提供新策略。方法:1.通过细胞计数试剂盒-8(Cell counting kit-8,CCK-8)法确定Sal对软骨细胞的安全浓度范围;在此安全浓度范围内,通过高密度培养软骨细胞,用不同浓度的Sal对白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)刺激的软骨细胞进行干预,再通过甲苯胺蓝染色观察Sal对软骨细胞外基质分泌的影响;同时,通过不同浓度的Sal对IL-1β刺激的软骨细胞进行干预后,利用实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR,q PCR)和蛋白免疫印迹(Western blot,WB)法检测软骨细胞的白介素-6(Interleukin-6,IL-6)、肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosisi factor-α,TNF-α)、环氧化酶-2(Cyclooxygenase-2,COX-2)和诱导性一氧化氮合酶(Inducible nitric oxide synthase,i NOS)等基因及COX-2、i NOS、蛋白聚糖酶-5(A disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs-5,ADAMTS-5)、基质金属蛋白酶-13(Matrix metalloproteinase-13,MMP-13)、聚集蛋白聚糖(Aggrecan)、Ⅱ型胶原(CollagenⅡ,COL-Ⅱ)等蛋白水平的变化,以及核因子κB(Nuclear factorκB,NF-κB)通路蛋白的变化。2.通过CCK-8法确定Sal对BMMs的安全浓度范围;在此安全浓度范围内,在不同浓度Sal的干预下,通过抗酒石酸性磷酸酶(Tartrate resistant acid phosphatase,TRAP)染色,观察Sal对核因子κB受体活化因子配体(Receptor activator for nuclear factor-κB ligand,RANKL)诱导的BMMs向破骨细胞分化的影响,以及通过鬼笔环肽染色观察Sal对破骨细胞肌动蛋白环(Filamentous actin,F-actin)形成的影响;同时,通过不同浓度的Sal干预,利用q PCR检测由RANKL诱导形成的破骨细胞的细胞癌基因FOS(Cellular oncogene fos,CFOS)、活化T细胞核因子1(Nuclear factor of activated T cells 1,NFATC1)、树突状细胞特异性跨膜蛋白(Dendritic cell-specifific transmembrane protein,DCSTAMP)、组织蛋白酶K(Cathepsin K,CTSK)等基因水平的变化,以及通过WB实验检测破骨细胞的C-FOS、NFATC1、CTSK等蛋白水平的变化;最后,通过加与不加20μM Sal干预,设置时间梯度来比较由RANKL诱导的破骨细胞形成过程中的NF-κB通路蛋白的变化。3.利用ACLT建立小鼠膝关节OA模型,设置假手术组(Sham组)、手术组(ACLT组)、手术+低浓度药物组(10mg/kg Sal,Low组)、手术+高浓度药物组(20mg/kg Sal,High组);按照分组,利用不同浓度的Sal对小鼠进行腹腔隔日注射12周,12周后,取膝关节组织进行组织切片,并进行苏木素伊红(Hematoxylin and eosin,H&E)染色、番红固绿(Safranin O and fast green,SO)染色观察小鼠膝关节软骨组织形态变化,同时对小鼠膝关节软骨的损伤程度进行国际骨性关节炎研究学会(Osteoarthritis research society international,OARSI)评分;以及通过TRAP染色观察膝关节软骨下骨组织形态变化及破骨细胞分布情况。结果:1.Sal浓度≤1000μM时,对小鼠软骨细胞活性无明显影响;同时,IL-1β刺激能够显著抑制软骨细胞外基质的分泌;在基因水平,IL-1β刺激能够升高促炎因子IL-6及TNF-α、炎症因子COX-2和i NOS等基因表达的水平;在蛋白水平,IL-1β刺激能够促进软骨细胞中炎症因子COX-2、i NOS和分解代谢因子ADAMTS-5、MMP-13的合成,同时可以抑制软骨细胞的Aggrecan、COL-Ⅱ等蛋白的合成;并且IL-1β刺激可以使得NF-κB通路中的p-IκBa、p-p65的蛋白水平升高;IL-1β的这些作用均可以被Sal以剂量依赖的形式抑制。2.Sal浓度≤200μM时,对小鼠BMMs活性无明显影响;同时,RANKL能够诱导BMMs向破骨细胞分化及F-actin的形成;在基因和蛋白水平上,RANKL可以诱导破骨细胞相关标记基因C-FOS、NFATC1、DC-STAMP、CTSK等的表达及相关蛋白C-FOS、NFATC1、CTSK等表达;并且RANKL诱导BMMs向破骨细胞分化,可以使得NF-κB通路中的p-IκBa、p-p65的蛋白水平升高;RANKL的这些作用均可以被Sal以剂量依赖的形式抑制。3.动物实验中,与Sham组相比,ACLT组小鼠膝关节切片H&E染色可以发现透明软骨消失,钙化软骨明显增多,小鼠膝关节切片SO染色可见蛋白多糖明显减少,细胞排列紊乱,软骨基质SO着色浅,潮线不完整甚至消失;Low组小鼠经过Sal腹腔注射后,膝关节软骨情况较ACLT组好转;High组中膝关节软骨情况接近Sham组,并且OARSI评分结果也显示出同样的趋势。TRAP染色显示:与Sham组相比,ACLT组的小鼠膝关节软骨下骨中破骨细胞明显增多,软骨下骨破坏严重,骨小梁稀疏;而Low组小鼠较ACLT组好转,High组又优于Low组。结论:1.在体外实验过程中,安全浓度范围内的Sal(10μM、20μM、50μM)能够以剂量依赖的形式抑制NF-κB信号通路,表现出对IL-1β刺激的软骨细胞较好的保护作用,同时具有抑制由RANKL诱导的BMMs向破骨细胞分化的作用,并且抑制破骨细胞的功能。2.在体内实验过程中,Sal(10mg/kg、20mg/kg)也表现出抑制软骨退变作用、抑制软骨下骨中破骨细胞活化和抑制软骨下骨重塑的作用,并且高剂量药物组的抑制作用强于低剂量药物组,这些都表明Sal能够保护OA小鼠的软骨及软骨下骨。