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目的:观察不同浓度白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)对体外培养的鼠关节软骨细胞水通道蛋白-3(aquaporin3,AQP3)mRNA转录及蛋白表达的影响,进一步探讨IL-1β是否可影响软骨细胞AQP3表达而促进骨性关节炎(osteoarthritis,OA)的发生或(和)发展,为研究OA的发病机制及治疗提供新的研究方向和思路。方法:取4周龄SD大鼠,处死后解剖后肢膝关节,进行体外软骨分离,采用双酶消化法及II型胶原酶多次消化法分离得到软骨细胞,并在含有10%胎牛血清的DMEM低糖培养基中进行体外单层培养,倒置相差显微镜下观察软骨细胞的形态及增殖变化,待细胞融合率达到80%至90%时,用胰蛋白酶消化法收集软骨细胞并进行传代培养,应用免疫组化法检测II型胶原蛋白鉴定原代软骨细胞。取第二代软骨细胞,按l×10~5/ml的密度接种于培养瓶中,随后随机分为5组,A组为空白组,B、C、D、E组为实验组,实验组分别用含0.3ng/ml、1ng/ml、3ng/ml、10ng/ml IL-1β的培养基作用12小时,作用12小时后采用实时荧光定量PCR(Real-time fluorescent quantitative PCR,RT-PCR)方法检测实验组与空白组软骨细胞AQP3mRNA表达的差异;采用细胞免疫组化染色计算实验组与空白组AQP3阳性细胞率。比较不同浓度IL-1β作用于传代培养的鼠软骨细胞AQP3mRNA及蛋白与正常软骨细胞AQP3mRNA及蛋白表达的差异。运用统计软件spss13.0对所获得的数据进行统计学分析,实验数据首先行方差齐性检验,如果无显著性差异,组间比较采用单因素方差分析(One-Way ANOVA),组内两两比较采用LSD法,以检验水准P<0.05为差异有统计学意义。结果:1.原代软骨细胞呈球形,折光性强,12-24小时贴壁,48小时后细胞开始增殖,3天可以传代。1~3代细胞生长旺盛,表型稳定,基质分泌能力强,细胞呈多角形;3代以后细胞表型逐渐去分化,细胞变为长梭型,增殖和分泌能力减弱。II型胶原蛋白细胞组化染色可见胞浆被染成棕黄色,细胞核呈紫色,结合取材部位和细胞形态证明所培养细胞为软骨细胞。2.RT-PCR测定结果:空白组软骨细胞AQP3mRNA有一定量的基础表达,但相对表达量很低(1±0.0000);实验各组AQP3 mRNA的相对表达量分别为(2.9695±1.7660)、(3.6856±0.5684)、(4.8419±0.8287)和(6.3426±1.0539)。与空白组相比,0.3ng/ml组AQP3mRNA表达开始上调(P<0.05),1ng/ml组、3ng/ml组和10ng/ml组AQP3mRNA上调表达更为显著(p<0.01);3ng/ml和10ng/ml组分别同0.3ng/ml组相比,AQP3mRNA的表达有统计学差异(p<0.05),AQP3mRNA的表达水平随着IL-1β浓度的增加而逐渐升高。3.免疫组织化学染色显示:正常的软骨细胞有少量AQP3表达,呈弱阳性,AQP3阳性软骨细胞呈棕黄色或棕褐色,主要位于细胞膜,胞质偶有表达,细胞核无表达,经不同浓度IL-1β干预12h后,阳性细胞数量增加,胞膜阳性颗粒颜色明显加深,增多。空白组软骨细胞AQP3阳性细胞率为(32.08±0.400)%,使用不同浓度的IL-1β作用鼠软骨细胞12h后,AQP3阳性细胞率分别为(37.31±2.167)%、(42.41±3.915)%、(45.60±1.877)%和(57.57±3.161)%。与空白组相比较,0.3ng/ml组可以促进AQP3表达(P<0.05),1ng/ml组、3ng/ml组和10ng/ml组促进AQP3表达明显增强(P<0.01)。1ng/ml、3ng/ml和10ng/ml组分别同0.3ng/ml组相比,AQP3的表达有显著统计学差异(p<0.01),IL-1β可促进AQP3表达,其诱导作用具有浓度依赖性。结论:1.成功进行了鼠关节软骨细胞的体外分离和培养,双酶消化法及Ⅱ型胶原酶多次消化法短时间内可获得大量游离、纯化的鼠关节软骨细胞,前3代鼠软骨细胞表型稳定,是实验研究的理想工程细胞。2.正常软骨细胞有低水平AQP3表达,主要位于软骨细胞膜。3.IL-1β可以诱导软骨细胞AQP3mRNA及蛋白的表达,这种诱导作用存在浓度依赖关系,IL-1β可能通过调控软骨细胞AQP3表达促进OA的发生和发展。