培养软骨细胞再形成生长板样软骨组织的研究

分离的家兔肋软骨的生长板软骨细胞在含１０％的胎牛血清的ＩＭＤＭ培养液中进行高密度培养。培养的软骨细胞经过增殖,分化重新构建形成了生长板样软骨组织;在组织学上,细胞的排列呈明显的方向性,肥大细胞位于上侧,增殖细胞位于下面从而形成明显的细胞分化 区带,即增殖,成熟区和肥大区,并且细胞纵向排列成柱状;在生化代谢方面,软骨细胞ＤＮＡ,蛋白多糖和碱性磷酸酶的合成具有动态的严格的时间规律性,与在体生长板软骨细     

伴刀豆球蛋白A对培养静止软骨细胞形态和DNA合成的影响

培养的静止软骨细胞用ConA处理后,细胞形态从扁平形变成多角形、圆形与球形,同时可以观察到细胞周边存在大量的具有折光特点的细胞外基质。ConA能够完全抑制软骨细胞DNA的合成,LD_(50)为0.4—1.0μg/ml。ConA抑制DNA合成的作用是可逆的。20mmol/L的MeMan能够完全阻断其对软骨细胞形态和DNA合成的影响。     

自由基与软骨基质胶原蛋白类型改变

本文利用ＳＤＳ－聚丙烯酰胺凝胶电泳方法,定量研究了体外培养的软骨细胞和软骨组织基质中Ⅱ型胶原蛋白的含量。结果表明氧自由基（·Ｏ－２和·ＯＨ）和具有自由基性质的物质（黄腐酸,镰刀菌毒素）可使软骨细胞合成,分泌异常的非Ⅱ型的胶原蛋白,同时,硒化合物可明显地抑制此种效应。     

全反式维甲酸对骺软骨细胞生物学行为及其功能影响的研究

该研究主要探讨了体外高浓度全反式维甲酸(all-trans retinoic acid,ATRA)对SD大鼠骺软骨细胞生物学性状和功能的影响以及体内ATRA对SD大鼠胫骨生长板的影响。以SD大鼠骺软骨细胞为研究对象、ATRA为干预因素,采用CCK-8、细胞流式术、HE染色、Annexin V-FITC细胞凋亡流式检测术、Hoechst染色、细胞划痕、Transwell实验分别评估ATRA处理后细胞的增殖、周期、形态、凋亡及迁移情况,Western blot检测蛋白聚糖、Ⅱ型胶原、X型胶原等相关功能蛋白的变化;以3周雄性SD大鼠为实验对象,分为对照组、60 mg/kg·d ATRA组、80 mg/kg·d ATRA组,进行10天连续ATRA灌胃处理,测量每只SD大鼠灌胃第1天、第10天的头尾长,处理10天后对胫骨生长板进行HE染色。结果表明,ATRA作用SD大鼠骺软骨细胞后,增殖能力减弱且细胞周期被阻滞在S期(P<0.01),细胞形态由三角形、多边形变为长条状,凋亡的发生增多(P<0.01),迁移能力受到抑制(P<0.05)以及Western blot结果显示蛋白聚糖、Ⅱ型胶原、X型胶原等功能相关蛋白较对照组表达均明显降低(P<0.01);对SD大鼠进行ATRA灌胃处理后,与对照组比较,60 mg/kg·d ATRA组和80 mg/kg·d ATRA组的头尾长均变短(P<0.01);胫骨生长板HE染色显示,ATRA灌胃组的生长板变窄甚至闭合。该研究证实了体外高浓度ATRA能够对SD大鼠骺软骨细胞的增殖、迁移起抑制作用,同时能够诱导凋亡,降低相关功能蛋白的表达,在SD大鼠体内证实,过量ATRA可影响生长板软骨内成骨过程,最终使生长板部分或全部提前闭合,进而影响SD大鼠身长的增长。     

受体相互作用蛋白质激酶3通过上调整合素β3促进骨关节炎相关病变

骨关节炎（osteoarthritis,OA）是最常见的慢性致残性关节疾患,目前尚无针对病因的有效治疗手段。程序性坏死在多种疾病中扮演关键角色,受体相互作用蛋白质激酶3（receptor-interacting protein kinase 3, RIP3）是程序性坏死进程的关键调控因子。有研究显示,RIP3在人与鼠骨关节炎退变软骨组织中表达水平显著上调,提示程序性坏死的发生,但RIP3在软骨中的具体病生理角色仍不明确。本研究拟对过表达RIP3前后的软骨细胞转录物组进行测序分析,探索RIP3在骨关节炎进程中发挥作用的具体机制。RNA测序结果显示,RIP3的过表达诱发软骨细胞中244个基因表达上调,277个表达下调。通过进一步构建基因间共表达作用网络,筛选出16个候选靶基因在mRNA水平进行验证,证实RIP3对磷脂酰肌醇3激酶调节亚单位5（phosphoinositide-3-kinase, regulatory subunit 5,Pik3r5）、整合素β3（integrin subunit beta 3,Itgb3）及成髓细胞瘤转录因子第2亚型（MYB proto-oncogene like 2,Mybl2）的表达上调作用最为显著。CCK-8以及乳酸脱氢酶活性检测结果表明,利用siRNA沉默Itgb3的表达可显著抑制RIP3诱发的软骨细胞活力下降及程序性坏死,同时也抑制了RIP3对软骨细胞中分解代谢相关基因Mmp1、Mmp13与Il6的表达上调作用,以及其对合成代谢相关基因Acan、Col2a1与Sox9的下调作用。本研究证实,RIP3通过上调软骨细胞中Itgb3的表达诱发软骨细胞坏死与软骨基质代谢紊乱,并最终导致软骨退变,为骨关节炎的临床治疗提供了新靶点,同时进一步明确了程序性坏死的病理生理学意义。     

低强度周期性静水压力对人膝关节软骨细胞的影响

目的:探讨低强度周期性静水压力对体外培养的人膝关节软骨细胞增殖、凋亡,以及细胞Ⅱ型胶原分泌表达的影响。方法:体外酶消化法分离培养成人膝关节正常软骨细胞,将培养的第3代软骨细胞分为两组:正常对照组、3.0MPa组压力实验组,应用多功能恒温体外细胞培养中高压静水压力加载装置加载低强度周期性压力,共5d,每天2h。Ⅱ型胶原免疫组织化学染色法和甲苯胺蓝染色法鉴定软骨细胞,流式细胞术检测细胞凋亡,四甲基偶氮唑蓝(MTT)法绘制细胞生长曲线,qRT-PCR、Western-Blot检测Ⅱ型胶原的分泌和表达。结果:软骨细胞Ⅱ型胶原免疫组织化学染色和甲苯胺蓝染色均显示为阳性。与正常对照组相比,3.0MPa组表现出促进软骨细胞增殖,抑制细胞凋亡,且Ⅱ型胶原的合成分泌明显升高(P0.05)。结论:通过体外模拟人生理情况下较低强度(3.0MPa)的周期性静水压力对人软骨细胞增殖、凋亡水平及周围基质分泌合成功能的影响,初步证实了较低强度压力有助于软骨自我修复和自身保护作用的发挥。     

橙皮素抑制NF-κB通路调控软骨细胞炎性退变的实验研究

目的:炎症因子所介导的慢性炎症瀑布反应是引起关节软骨退变的的主要原因。橙皮素具有抗炎、抗氧化应激等作用,研究橙皮素对关节软骨细胞炎症因子表达及相关信号通路的影响可以加深对关节软骨退变的认识,进而为其预防、治疗提供新的参考依据。研究橙皮素对人关节软骨细胞退变的影响,并从炎症角度来探讨其具体的分子机制。方法:体外分离培养人关节软骨细胞,首先采用CCK-8方法检测橙皮素对人关节软骨细胞增殖的抑制作用;运用RT-PCR和western blot研究橙皮素对于脂多糖(LPS)诱发的关节软骨细胞炎症反应和分解代谢的影响,运用Western blot研究橙皮素对于LPS所诱导的NF-κB信号通路的激活的影响。结果:当橙皮素的浓度低于10μM时,对于人关节软骨细胞的生长没有明显的抑制作用;real-time PCR和western blot结果显示,在LPS刺激下,关节软骨细胞中IL-6, TNF-α, MMP9, MMP13的基因表达水平明显升高,而橙皮素可以明显抑制炎症反应的激活;Western blot结果显示在LPS的刺激下,NF-κB信号通路显著激活,IKBα降解,随后P65磷酸化。而在橙皮素预处理组中,IKBα降解减少,P65磷酸化减少,NF-κB信号通路的激活受到了明显的抑制。以上结果均有统计学差异(P0.05)。结论:橙皮素可通过NF-κB信号通路影响人关节软骨细胞炎症反应和分解代谢相关基因的表达,进而降低关节软骨细胞内外的慢性炎症反应,进而延缓老年性关节软骨退变。     

p53调控骨关节炎软骨细胞凋亡

肿瘤抑制蛋白p53是一种可以有效调节哺乳动物细胞生长的核磷酸化蛋白质。p53表达增加能够激活一系列细胞基因,通过抑制多个细胞周期蛋白依赖性激酶导致细胞周期停滞并凋亡。有研究表明,骨关节炎(osteoarthritis,OA)软骨细胞中,p53的表达高于正常软骨细胞,通过下调p53表达能够减少软骨细胞凋亡,进而预防和缓解骨关节炎病变,这可能与线粒体凋亡途径密切相关,但是具体机制尚不明确。本文通过综述近年来p53调控骨关节炎软骨细胞凋亡的文献资料,为骨关节炎机制和治疗有关研究提供理论基础。     

利用寡核苷酸芯片分析Smad3基因敲除小鼠关节软骨细胞基因表达谱的改变

此前发现 Smad3 基因敲除小鼠(Smad3ex8/ex8)的关节软骨细胞异常肥大分化,出现类似于人类骨关节炎的表型。为了进一步明确转化生长因子-β(TGF-β)/Smad3 信号通过调节哪些靶基因的表达来抑制关节软骨细胞的肥大分化,以及研究骨关节炎发病的分子机制,利用寡核苷酸芯片技术分析了 5 日龄 Smad3 基因敲除小鼠与野生型对照小鼠关节软骨细胞基因表达谱的改变。通过对差异表达基因的分析,发现在 Smad3 基因敲除小鼠软骨细胞中骨形态发生蛋白(BMP)与 TGF-β/细胞分裂周期基因 42(Cdc42)信号通路活性增强。此外,还发现其他信号通路,如生长激素(growth hormone)/胰岛素样生长因子 1(Igf1)以及成纤维细胞生长因子(Fgf)信号通路相关基因表达的改变。值得注意的是,还发现了 Smad3 基因敲除小鼠软骨细胞中蛋白合成与电子传递链相关基因的表达水平普遍上调,这意味着蛋白质合成速率的加快与细胞有氧呼吸的增强可能与关节软骨细胞的肥大分化和骨关节炎的发生相关。