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目的:研究低强度脉冲超声波(Low intensity pulsed ultrasound, LIPUS)对体外培养兔膝关节软骨细胞增殖、软骨细胞中金属蛋白酶-13(matrix metalloproteinase,MMP-13)及Ⅱ型胶原的影响,探讨LIPUS对软骨细胞活性的促进作用及机制。方法:选用6只1月龄的新西兰白兔膝关节软骨进行体外培养,体外培养每只兔的软骨细胞传至第二代后,均分为对照组与4个LIPUS照射组,LIPUS强度分别是20 mW /cm~2、30 mW /cm~2、40 mW /cm~2、50 mW /cm~2,每天照射20min,连续10天。每天进行细胞计数;分别在第0天、5天及第10天收集细胞,提取软骨细胞全蛋白及RNA,采用Western-blot技术、qRT-PCR技术检测软骨细胞中MMP-13、Ⅱ型胶原的含量。结果:1.软骨细胞计数:与对照组相比,各LIPUS照射组软骨细胞数均明显增高(P<0.05),其中40 mW /cm~2组软骨细胞数最高,与其他各照射组比较有显著性差异(P<0.05); 2. MMP-13含量检测:细胞培养5天和10天后,各组MMP-13含量均较第0天明显升高(P<0.05),但各照射组MMP-13含量均较其对照组显著降低(P<0.05),其中40 mW /cm~2组MMP-13含量最低(P<0.05); 3.Ⅱ型胶原表达量检测:细胞培养5天和10天后,各组Ⅱ型胶原表达量均较0天显著降低(P<0.05)。但各照射组Ⅱ型胶原表达量均显著高于对照组(P<0.05)。其中40 mW /cm~2组Ⅱ型胶原表达量最高(P<0.05); 4. MMP-13与Ⅱ型胶原相关性:分析各组细胞培养0天、5天和10天的MMP-13与Ⅱ型胶原含量,两者呈负相关(r=-0.757, P <0.05)。结论:不同强度的LIPUS照射可促进体外培养兔软骨细胞的活性,其作用与软骨细胞增殖、MMP-13、Ⅱ型胶原的表达变化相关。目的:通过对兔膝早、中期骨性关节炎进行LIPUS干预,观察低强度脉冲超声(low-intensity pulsed ultrasound,LIPUS)对兔早中期OA关节软骨损伤、软骨细胞增殖及PI3K信号转导通路的影响,并探讨其相关的作用机制。方法:36只健康雄性新西兰兔平均分成6组,早期对照组(early control,EC组),早期OA组(early OA, EO组),早期治疗组(early treatment,ET组),中期对照组(medium-term control,MC组),中期OA组(medium-term OA,MO组)和中期治疗组(medium-term treatment,MT组)。对EO、ET、MO及MT组兔右膝关节行前交叉韧带切断(Anterior Cruciate Ligament Transection,ACLT)术,ET组术后第三天、MT组术后第5周行LIPUS治疗,频率为3MHz,照射强度为40mW/cm~2,每次20min,每天1次,6天/周,持续6周。治疗6周后,取兔右侧膝关节行大体组织学观察,进行改良Mankin评分;应用蛋白质印迹(western-blot)法检测关节软骨细胞增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)及磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)含量。结果:1.组织病理学检查:EO组关节软骨表面不规则、甲苯胺蓝染色减少、裂隙形成,与EC组相比,Mankin评分显著升高(P <0.01);MO组关节软骨损伤明显,Mankin评分较MC组显著升高(P<0.01)。与EO组相比,ET组组织病理学改变程度轻,Mankin评分显著降低(P<0.01);而MT组Mankin评分较MO组无显著降低(P >0.05)。2. PCNA检测:EO组PCNA较EC组显著升高(P <0.01),ET组PCNA较EO组显著升高(P <0.01);与EO组相比,MO、MT组PCNA均无升高(P >0.05)。3. PI3K检测: EO组PI3K与EC组相比,无显著增高(P >0.05);ET组PI3K较EO组显著升高(P <0.01);而MT组PCNA较MO组无明显升高(P >0.05)。结论:研究提示LIPUS早期干预更有利于促进兔骨关节炎软骨修复,其作用机制与LIPUS促进了软骨细胞增殖,并激活PI3K信号转导通路密切相关。目的:研究LIPUS对兔膝OA早期关节软骨Ⅱ型胶原、MMP-13及MAPKs信号通路的影响,探讨在OA早期应用LIPUS延缓关节软骨退变的作用机制。方法:新西兰白兔18只,随机分为照射组(operation plus LIPUS,O+L组)、假照射组(operation without LIPUS,O-L组)和假手术组( sham operation, SO组),每组6只。O+L组,右膝接受ACLT术,术后第3天起进行LIPUS照射,频率为3MHz,照射强度为40mW/cm~2,每次20min,每天1次,6天/周,持续6周。O-L组,手术及照射方案与O+L组一致,但无超声输出。SO组仅行关节囊切开术。治疗6周后将兔处死,取兔右侧膝关节行大体组织学观察,进行改良Mankin评分;应用蛋白质印迹法(Western-blot)检测Ⅱ型胶原蛋白、基质金属蛋白酶13(matrix metalloproteinase-13,MMP-13)及细胞外信号调节激酶1/2 (extracellular signal-regulated kinase1/2,ERK1/2)、丝裂原活化蛋白激酶38(Mitogen-activated protein kinase38,p38)、C6N末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)的表达。结果:1.关节软骨Mankin评分:与SO组相比, O+L组、O-L组显著高于SO组(P<0.05,P<0.01);与O+L组相比,O-L组显著增高(P<0.05)。2.Ⅱ型胶原检测:与SO组相比,O+L组、O-L组Ⅱ型胶原均有降低,但O-L组下降更为明显(P<0.05);O+L组与O-L组相比无显著性差异(P >0.05)。3. MMP-13检测:与SO组相比,O+L组、O-L组均有增高(P<0.05,P<0.01),但O-L组增高更为明显;与O+L组相比,O-L组MMP-13显著增高(P<0.05)。4.磷酸化ERK1/2、p38、JNK检测:与SO组相比,O+L组、O-L组磷酸化ERK1/2、p38均有增高(P<0.05,P<0.01),但O-L组增高更为明显;与O+L组相比,O-L组磷酸化ERK1/2、p38显著增高(P<0.05,P<0.05)。在O+L组、O-L组、SO组之间,磷酸化JNK均无显著性差异。结论:OA早期应用LIPUS可减轻关节软骨的损伤程度,其作用与LIPUS干预后关节软骨中MMP-13、p38、ERK1/2表达下调有关。