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目的:通过对比人正常与骨性关节炎(Osteoarthritis，OA)膝关节原位软骨细胞自发性胞内游离钙离子（Intracellular free calcium concentration，[Ca2+]i）信号特征与差异，探讨自发性[Ca2+]i信号与软骨退变程度的相关性，为OA的早期诊断提供新的思路。 方法:以人膝关节软骨样本作为研究对象，根据国际软骨修复学会（International Cartilage Repair Society，ICRS）视觉评估量表对软骨退变程度分级进行分组，分为ICRS0、ICRS1、ICRS2及ICRS3共四组。对获取的软骨使用Fluo-8 AM钙离子荧光探针进行染色，随后使用荧光显微镜观察并记录软骨组织中原位软骨细胞[Ca2+]i随时间变化的图像;选取峰值量级、峰值数目及细胞的响应率作为评估细胞自发性[Ca2+]i信号特征的指标，使用图像处理软件与统计学单因素方差分析法对检测结果进行分析。 结果:1.在没有任何外界刺激的情况下，正常(ICRS0)与OA(ICRS1-3)软骨细胞均能观察到自发性[Ca2+]i信号;且具有向相邻细胞传递特性。 2.在ICRS0软骨组中，原位软骨细胞自发性[Ca2+]i振荡随软骨的深度逐渐增强;与表层相比，深层软骨细胞表现出了更多的自发性[Ca2+]i振荡(细胞响应率47.17±4.01％ vs.13.33±13.33％，P＜0.05)、更多重复的钙峰(峰值数目0.60±0.07 vs.0.13±0.09，P＜0.05)以及更加强劲的钙峰(峰值量级2.17±0.07 vs.1.60±0.06，P＜0.05)。 3.与ICRS0深层软骨细胞比较，ICRS2(峰值量级1.83±0.06 vs.2.17±0.08，P＜0.05)和ICRS3组中的深层软骨细胞（峰值量级1.64±0.04 vs.2.17±0.08，P＜0.05，峰值数目0.26±0.04 vs.0.60±0.07，P＜0.05，细胞响应率24.65±5.14％ vs.47.17±4.01％，P＜0.05)表现出了更弱的[Ca2+]i振荡强度。 4.原位软骨深层细胞自发性[Ca2+]i信号峰值量级(r=-0.33，P＜0.05)、细胞响应率(r=-0.382，P＜0.05)和峰值数目(r=-0.205，P＜0.05)与ICRS分级程度之间成负相关。 结论: 1.人膝关节正常软骨组织内各层细胞[Ca2+]i信号特征具有差异。 2.人膝关节原位软骨深层细胞自发性[Ca2+]i信号特征在不同ICRS分级之间不完全具有差异。 3.人膝关节原位软骨深层细胞自发性[Ca2+]i信号与软骨退变程度负相关。