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骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是以关节软骨进行性退变和破坏为特征的慢性退行性关节疾病。骨关节炎严重影响患者的生活质量,而且给社会和家庭带来了沉重的负担,因此已成为重要的公共健康问题之一。因此,探讨骨关节炎的发病机制,发掘相关临床治疗方案已成为骨伤科的重大研究课题之一。 骨关节炎的发病机制错综复杂。既往资料显示,外伤、炎症、代谢及免疫等多种因素参与骨关节炎的发生和演变,但其中确切机制还未明确。基于阳和汤可有效改善骨性关节炎的临床症状,进一步探讨阳和汤治疗骨性关节炎的分子机制,无疑有益于夯实阳和汤治疗骨性关节炎的理论基础,并对阳和汤的临床推广应用具有重要指导意义。 本课题拟将中医药理论与现代分子生物学技术相结合,通过改良Hulth法建立大鼠骨关节炎模型,采用阳和汤灌胃治疗,应用免疫组化、电镜等技术从分子水平探讨阳和汤干预大鼠骨关节炎软骨细胞中HIF-2α及其下游靶因子表达变化以及凋亡变化,发掘其改善创伤后软骨退变的分子机制。 第一部分改良Hulth法建立大鼠骨关节炎模型及阳和汤给药 目的:通过观察改良Hulth法造模术后使用阳和汤干预大鼠骨关节的大体表现、病理特点和软骨细胞凋亡的检测,研究阳和汤治疗不同时期骨关节炎的结果。 方法:取雄性SD大鼠60只,随机分六组,将其右膝关节作为实验侧,改良Hulth法造模,左膝作为对照侧。然后于术后、术后4周开始灌胃干预8周处死,制作蜡块,切片,HE染色、番红.固绿染色,分别观察膝关节的大体和组织病理学特点,Tunnel法检测各组软骨细胞凋亡指数和透射电镜观察软骨细胞微观结构的改变。 结果:造模后术后4周处死组、术后阳和汤组、术后生理盐水组、术后4周阳和汤组、术后4周生理盐水组Mankin评分值均增高,与术后即刻处死组比较,差异均有统计学意义(P<0.01);早期使用阳和汤干预,术后阳和汤组和术后生理盐水组Mankin评分差异有统计学意义(P<0.01);中期使用阳和汤干预,术后4周阳和汤组和术后4周生理盐水组Mankin评分差异有统计学意义(P<0.01)。 造模后软骨细胞凋亡指数(AI)增高,术后4周处死组、术后阳和汤组、术后生理盐水组、术后4周阳和汤组、术后4周生理盐水组与术后即刻处死组差异均有统计学意义(P<0.01);术后早期阳和汤干预,术后阳和汤组和术后生理盐水组凋亡指数比较差异有统计学意义(P<0.01),术后中期阳和汤干预,术后4周阳和汤组和术后4周生理盐水组凋亡指数比较差异有统计学意义(P<0.01)。 结论:采用改良Hulth法造模4周可获得较好的OA动物模型;阳和汤可以抑制软骨细胞的凋亡、延缓大鼠骨关节炎病理进展,但不能阻断或逆转OA病理进展。 第二部分阳和汤对OA软骨细胞NF-κB表达的影响 目的:建立OA动物模型,使用阳和汤干预,免疫组织化学方法检测软骨细胞中NF-κB表达,观察阳和汤是否通过影响NF-κB表达而延缓OA病程进展。 方法:取雄性SD大鼠60只,随机分六组,每组10只,将右膝关节作为实验侧,改良Hulth法造模,左膝作为对照侧。阳和汤干预后处死取材、制作蜡块,切片,免疫组化检测NF-κB表达变化。 结果:NF-κB表达变化:造模术后NF-κB表达上调,术后4周处死组、术后阳和汤组、术后生理盐水组、术后4周阳和汤组、术后4周生理盐水组与术后即刻处死组差异均有统计学意义(P<0.01);早期使用阳和汤干预,NF-κB表达下降,术后阳和汤组和术后生理盐水组比较,差异有统计学意义(P<0.01);中期使用阳和汤干预,NF-κB表达也下降,术后4周阳和汤组和术后4周生理盐水组差异有统计学意义(P<0.01)。 结论:NF-κB参与了OA的病理演变过程,阳和汤治疗OA部分因素是可能下调了NF-κB表达,继而抑制了下游的级联反应。 第三部分阳和汤对OA软骨细胞HIF-2α及其靶因子表达的影响 目的:建立OA动物模型,使用阳和汤干预,免疫组织化学方法检测软骨细胞中HIF-2α及其靶因子表达水平,观察阳和汤是否通过影响HIF-2α及其靶因子从而延缓OA病程进展。 方法:取雄性SD大鼠60只,随机分六组,将右膝关节作为实验侧,改良Hulth法造模,左膝作为对照侧。阳和汤干预后处死制作蜡块,切片,免疫组化检测HIF-2α、Runx2、MMP-13、MMP-3、MMP-9、CollagenX、VEGF表达变化。 结果:HIF-2α表达:造模术后HIF-2α表达上调,术后4周处死组、术后阳和汤组、术后生理盐水组、术后4周阳和汤组、术后4周生理盐水组与术后即刻处死组差异均有统计学意义(P<0.01);早期使用阳和汤干预,HIF-2α表达下调,术后阳和汤组和术后生理盐水组比较,差异有统计学意义(P<0.01);中期使用阳和汤干预,HIF-2α表达无明显变化,术后4周阳和汤组和术后4周生理盐水组差异无统计学意义(P>0.05)。 Runx2表达:造模术后Runx2表达上调,术后4周处死组、术后阳和汤组、术后生理盐水组、术后4周阳和汤组、术后4周生理盐水组与术后即刻处死组差异均有统计学意义(P<0.01);早期使用阳和汤干预,Runx2表达下调,术后阳和汤组和术后生理盐水组比较,差异有统计学意义(P<0.01),中期使用阳和汤干预,Runx2表达下调,术后4周阳和汤组和术后4周生理盐水组差异有统计学意义(P<0.01)。 MMP-13表达:造模术后MMP-13表达上调,术后4周处死组、术后阳和汤组、术后生理盐水组、术后4周阳和汤组、术后4周生理盐水组与术后即刻处死组差异均有统计学意义(P<0.01);早期使用阳和汤干预,MMP-13表达下调,术后阳和汤组和术后生理盐水组比较,差异有统计学意义(P<0.01);中期使用阳和汤干预,MMP-13表达下调,术后4周阳和汤组和术后4周生理盐水组差异有统计学意义(P<0.05)。 MMP-3表达:造模术后MMP-3表达上调,术后4周处死组、术后阳和汤组、术后生理盐水组、术后4周阳和汤组、术后4周生理盐水组与术后即刻处死组差异均有统计学意义(P<0.01);早期使用阳和汤干预,MMP-3表达下调,术后阳和汤组和术后生理盐水组比较,差异有统计学意义(P<0.01);中期使用阳和汤干预,MMP-3表达无明显变化,术后4周阳和汤组和术后4周生理盐水组差异无统计学意义(P>0.05)。 MMP-9表达:造模术后MMP-9表达上调,术后4周处死组、术后阳和汤组、术后生理盐水组、术后4周阳和汤组、术后4周生理盐水组与术后即刻处死组差异均有统计学意义(P<0.01);早期使用阳和汤干预,MMP-9表达无明显变化,术后阳和汤组和术后生理盐水组比较,差异无统计学意义(P>0.05);中期使用阳和汤干预,MMP-9表达无明显变化,术后4周阳和汤组和术后4周生理盐水组差异无统计学意义(P>0.05)。 CollagenX表达:造模术后CollagenX表达上调,术后4周处死组、术后阳和汤组、术后生理盐水组、术后4周阳和汤组、术后4周生理盐水组与术后即刻处死组差异均有统计学意义(P<0.01);早期使用阳和汤干预,CollagenX表达受抑制,术后阳和汤组和术后生理盐水组比较,差异有统计学意义(P<0.01);中期使用阳和汤干预,CollagenX表达无变化,术后4周阳和汤组和术后4周生理盐水组差异无统计学意义(P>0.05)。 VEGF表达:造模术后VEGF表达上调,术后4周处死组、术后阳和汤组、术后生理盐水组、术后4周阳和汤组、术后4周生理盐水组与术后即刻处死组差异均有统计学意义(P<0.01):早期使用阳和汤干预,VEGF表达下调,术后阳和汤组和术后生理盐水组比较,差异有统计学意义(P<0.01);中期使用阳和汤干预,VEGF表达下调,术后4周阳和汤组和术后4周生理盐水组差异有统计学意义(P<0.05)。 结论:HIF-2α、Runx2、MMP-13、MMP-3、MMP-9、CollagenX,VEGF均参与了OA的病理演变过程,早期使用阳和汤干预,可能是部分抑制了HIF-2α、Runx2、MMP-13、MMP-3、CollagenX、VEGF的表达;中期使用阳和汤干预,可能是部分抑制了Runx2、MMP-13、VEGF表达。