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类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis, RA)与骨关节炎(osteoarthritis, OA)患者普遍受累于滑膜炎症。炎症因子和力学刺激是调节滑膜炎症,影响病情发展的两个重要因素。一方面,B细胞、巨噬细胞分泌IL-1、肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor-alpha, TNF-α)等炎症因子,促使前列腺素(PGE2)、内皮细胞粘附分子(hUVEC)、基质金属蛋白酶(MMPs)等细胞因子释放,引起滑膜增厚、充血、水肿及淋巴细胞和巨噬细胞浸润。另一方面,生理条件下的力学刺激使滑膜增生,细胞活化、增殖并加重慢性炎症。骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic proteins 2, BMP-2)是属于转化生长因子-β(transforming growth factor-β, TGF-β)家族的一类多功能糖蛋白,与胚胎发生、神经修复、血管发生等生理功能密切相关。BMP-2具有异位成骨、调节细胞分化、迁移的作用,能够促进骨赘形成,调节成纤维细胞的增殖与凋亡,与关节滑膜的增生有重要的联系。本文采用生物力学、细胞生物学、分子生物学等技术方法研究人体膝关节成纤维样滑膜细胞对于周期性机械拉伸的响应,重点就力学信号-基因表达关系进行了初步探索。主要工作和结论如下:①采用组织块法培养来源于正常人、RA、OA患者的FLS,并通过聚合酶链式反应(PCR)和western blotting方法检测BMP-2基因和蛋白在三者中的差异性表达。结果表明,BMP-2 mRNA在OA FLS中的表达量明显高于正常及RA FLS。蛋白水平的检测与此相近。提示OA与RA在发病机制上存在差异。②分别在正常条件和炎症因子条件下使用周期性力学加载装置对正常、RA、OA FLS施加机械拉伸应变,应变水平为6%,受载时间分别为2、6h,研究FLS对生理条件下的力学刺激在不同加载时间的生化响应以及BMP-2基因表达的影响。结果表明:1)6%、0.5HZ、2h的机械拉伸对三种FLS中BMP-2 mRNA的水平无显著性影响;6%、0.5HZ、6h的机械拉伸使三种FLS中BMP-2 mRNA的表达显著性升高。2)炎症因子IL-1β能够诱导BMP-2的大量表达,且在2-6h内呈时间依赖性增加。3)炎症因子条件下,6%、0.5HZ、2h和6%、0.5HZ、6h的机械拉伸使正常、RA FLS中IL-1β诱导的BMP-2 mRNA水平显著降低,而使OA组IL-1β诱导的BMP-2 mRNA水平显著升高。综上所述,本研究表明,体外实验证实BMP-2在正常人、RA、OA FLS中的表达量粗在差异;力学刺激和炎症因子均能够引起BMP-2基因表达量的增加;在炎症条件下,力学加载所引起的正常、OA、RA FLS中BMP-2基因的不同响应则预示着力学因素对于OA和RA病情的不同影响。