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骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是一种常见的不可根治的退行性骨关节疾病,发病时伴有大量炎症介质前列腺素E2(PGE2)的释放,至今为止对其具体的发病机制仍不是十分清楚。关节软骨是骨关节的主要组成部分,软骨的破坏是骨关节炎主要的病理特征。软骨由软骨细胞和软骨基质组成,因此预防和延缓软骨细胞组织的破坏以及了解骨关节炎的具体发病机制是十分必要的。本研究以正常猪膝关节不同层软骨细胞为研究对象,考察正常和OA浓度(低浓度和高浓度)的炎症介质PGE2以及本身作为软骨基质和骨关节炎常用保健药的软骨基质硫酸软骨素(CS)对OA病变前的软骨细胞的影响,为进一步了解骨关节炎的发病机制积累数据,以及为临床上更好的预防和治疗骨关节炎提供一定的科学依据。实验研究主要内容和结论如下:(1)为了得到大量的软骨细胞,我们采用0.25%胰蛋白酶、0.3%II型胶原酶逐步消化法分离得到猪膝关节浅、中层和深层原代软骨细胞。台盼蓝染色结果显示收集的软骨细胞存活率约为90%;倒置荧光显微镜下观察细胞48h后完成贴壁,9-10天后融合度达到80~90%,呈铺路石样生长。深层细胞体积较浅、中层细胞偏大,形态相似,呈扁平三角形、多角形。结果提示获得的细胞活性较好,数量较多,可用于接下来的实验研究。(2)为了研究正常和OA浓度的炎症介质PGE2以及软骨基质CS对OA病变前的软骨增殖分化的影响,我们就不同浓度CS和PGE2单独以及同时作用对浅、中层和深层软骨细胞增殖分化的影响进行考察。结果显示2mg/ml CS、2mg/ml CS+2.5×10-8mg/ml PGE2、2mg/ml CS+10-6mg/ml PGE2可以显著促进各层正常软骨细胞的增殖以及深层软骨细胞糖胺聚糖(GAG)的合成,抑制深层软骨细胞碱性磷酸酶(AKP)的活性,其中2mg/ml CS+10-6mg/ml PGE2对深层软骨细胞的促增殖作用显著大于2mg/ml CS;不同浓度PGE2对正常软骨细胞的增殖分化均无明显影响。结果表明CS促进软骨细胞的增殖和软骨分化,抑制成骨表型,对关节软骨具有一定的保护和修复作用。(3)为了研究正常和OA浓度的炎症介质PGE2以及软骨基质CS对OA病理改变之前的软骨钙响应的影响,我们就不同浓度CS和PGE2单独以及同时作用对浅、中层和深层软骨细胞胞内钙浓度的影响进行考察。结果显示无CS或PGE2下,浅中层与深层软骨细胞的钙响应无明显差异,但加入CS或/和PGE2后浅、中层软骨细胞的钙响应高于深层软骨细胞;低浓度PGE2增加浅、中层软骨细胞钙响应率,高浓度降低浅、中层软骨细胞钙响应率;高浓度CS、PGE2提高浅、中层软骨细胞响应频率。结果表明浅、中层细胞对CS和PGE2的敏感性高于深层细胞,软骨组织对外源信号的感应可能主要由浅、中层细胞实现。高浓度的PGE2引发的胞内钙响应率降低、响应频率的提高,可能与骨关节炎的发病和加剧有关。高浓度CS促进软骨细胞钙响频率。