TGF-β1对体外培养的关节软骨细胞的作用

以原代培养的软骨细胞为材料,研究了转化生长因子IGF－β1对关节软骨细胞的增殖和软骨特异性基质代谢的作用,结果显示TGF－β1可以刺激细胞外基质中蛋白多糖含量的增加,并可以在转录水平上调节Ⅱ型胶原的表达。TGF－β1可以在体外诱导高密度培养的软骨细胞形成透明软骨样结构。没有用TGF－β1处理的高密度培养细胞不能形成透明软骨样结构,在透射电镜下观察发现其内部结构发生了异常变化。这些结果表明TGF－β1对于支持关节软骨细胞的体外培养具有重要的作用。     

TGF-β在骨关节炎发生中的可能作用

转化生长因子TGF-β具有广泛的生理效应,对于维持关节软骨正常有重要意义。软骨细胞外基质降解和关节软骨损坏是骨关节炎的重要特征,研究表明TGF-β一方面通过调节细胞外基质成分含量维持基质的正常更新,另一方面通过调节关节软骨细胞的形成、增殖和分化来保持正常数量和正常生理状态的软骨细胞。本文就这两个方面综述了最新研究进展,以探讨TGF-β在骨关节炎发生中的可能调节机制。     

TGF—β在骨关节炎发生中的可能作用

转化生长因子TGF－β具有广泛的生理效应,对于维持关节软骨正常有重要意义。软骨细胞外基质降解和关节软骨损坏是骨关节炎的重要特征,研究表明TGF－β－方面通过调节细胞外基质成分含量维持基质的正常更新,另一方面通过调节关节软骨细胞的形成,增殖和分化来保持正常数量和正常生理状态的软骨细胞,本文就这两个方面综述了最新研究进展,以探讨TGF－β在骨关节炎发生中的可能调节机制。     

以可注射性纤维蛋白封闭剂为支架体内构建组织工程软骨

目的: 研究以纤维蛋白封闭剂（FS）为载体复合人胚关节软骨细胞体内构建可注射性组织工程软骨的可行性。方法:常规分离消化,体外单层培养胎儿关节软骨细胞,观察软骨细胞的生物学特性。分别将1×107、2×107、3×107第4代软骨细胞与FS混合接种于裸鼠皮下, 并于第10周取材判断体内形成软骨的能力。结果: 3~4代软骨细胞保持了很高的增殖和分泌基质的能力。软骨细胞与FS的复合物体内接种后各组均可形成软骨样组织块,其湿重、GAG含量随着接种细胞数量的增多而增高,各组之间差异具有显著性（p<0.05）。3×107细胞组GAG含量与正常人胚关节软骨没有差异（p>0.05）。组织切片显示软骨细胞位于类似正常软骨组织的陷窝中,阿尔新蓝染色及II型胶原表达阳性,细胞内富含高尔基体、粗面内质网及大量分泌泡。结论: FS和人胚关节软骨细胞可以作为理想的支架材料和种子细胞应用于可注射软骨组织的构建。     

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。     

理解生物组织细胞力学信号传导机制的必要分析：以关节软骨为例

关节软骨是覆盖于骨关节面的一薄层低摩擦、耐磨损、负重的水化组织。这种功能通过散在镶嵌于软骨组织深层致密胞外组织内的软骨细胞的代谢和生物合成作用来维持。这种代谢和生物合成进程很大一部分是由物理因素,如应力、张力、电流及电势、液压及渗透压等来调控的。这两者都存在于这一带电的、渗透性的基质当中。本文主要讲述关节软骨及软骨细胞的机械一电化学行为及理论模型的最近进展,同时着眼于软骨细胞生物合成活动的物理调控及其对于组织维持、功能组织工程软骨修复及再生医学的意义。     

间充质干细胞来源外泌体在膝骨关节炎微环境中的作用

骨关节炎是一种涉及所有关节成分（包括关节软骨、软骨下骨、滑膜、韧带、关节囊和关节周围肌肉）的关节退行性疾病，会导致严重的残疾，其中最常见的是膝骨关节炎（knee osteoarthritis，KOA）。外泌体是一种由不同细胞分泌的直径为40~100 nm的胞外囊泡，可以传递DNA、微小RNA、mRNA、蛋白质等多种物质，并通过多种方式进行细胞间的信息传递和功能调节。间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）可以从骨髓、脂肪、滑膜及外周血等组织分离，是一类具有多向分化潜能的祖细胞，以干细胞为基础的疗法可以修复软骨损伤，对抗KOA的发展，间充质干细胞能够分泌多种营养因子来调节受损的微环境，其中间充质干细胞来源的外泌体被认为在KOA炎症反应及软骨细胞代谢中发挥着重要的作用，其能够调节膝骨关节微环境中B细胞、T细胞、滑膜细胞、软骨细胞代谢及其细胞外基质的分解与合成平衡，维持软骨稳态。近期有多项研究表明，不同组织来源的间充质干细胞外泌体对骨关节炎均有明确的治疗作用，本文就MSCs来源的外泌体治疗KOA的具体机制进行综述，以期对干细胞治疗KOA提供理论依据。     

软骨基质来源定向结构支架复合软骨细胞体外构建组织工程软骨的研究

目的：探讨采用软骨细胞外基质材料制备的定向结构软骨支架复合软骨细胞,在体外静态培养条件下生成组织工程软骨的可能性。方法：制备牛关节软骨细胞外基质材料,利用温度梯度热诱导相分离技术构建具备垂直定向孔道结构的软骨支架,同时采用传统冷冻干燥方法制备非定向支架,检测两组支架的力学性能;提取兔关节软骨细胞,分别接种两组支架,体外静态培养2周及4周后取材,对构建的组织工程软骨进行组织切片染色、生物化学分析及生物力学检测。结果：定向软骨支架的压缩弹性模量数值明显高于非定向软骨支架,体外培养时定向支架上种子细胞在3-9d内增殖高于非定向支架,差异有统计学意义（P〈0．05）;体外静态培养4周后形成的两组新生组织工程软骨进行软骨特异性染色均呈阳性,在定向组新生软骨切片中在垂直方向上可见大量呈规则平行排列的粗大胶原纤维,两组新生软骨的生物化学检测包括总DNA、总GAG及总胶原含量差异无统计学意义（P〉0．05）。定向组织工程软骨压缩弹性模量在2周及4周时均高于非定向组织工程软骨,差异有统计学意义（P〈0．05）。但两组组织工程软骨上述指标均显著低于正常关节软骨（P〈0．05）。结论：软骨细胞外基质材料制备的定向结构软骨支架复合软骨细胞,在体外静态培养条件下能够成功生成具有定向纤维结构的组织工程软骨,并可以有效促进新生软骨组织力学性能的提升,在软骨组织工程中具有良好的应用前景。     

Jagged1蛋白在膝关节骨性关节炎软骨组织中的表达

目的:研究Jagged1蛋白在膝关节骨性关节炎关节软骨中表达的特点,探讨Jagged1蛋白的表达对关节软骨病理改变的影响。方法:选取宁夏医科大学总医院骨科2018年11月1日至2019年10月31日34例因膝关节骨性关节炎行全膝关节置换的患者,取术中去除的股骨髁软骨组织,磨损较重的一侧为负重区(实验组),磨损较轻的一侧为非负重区(对照组)。通过番红、HE染色观察软骨组织形态学变化,通过免疫组织化学检测Jagged1蛋白在不同软骨组织中的表达强度,对比分析Jagged1蛋白表达的差异对关节软骨病变的影响。结果:外观照可见实验组软骨面色泽暗淡,表面粗糙,有大量软骨缺失,对照组软骨面较平整,呈白色,未见软骨明显缺失;HE染色可见实验组软骨面不整,软骨细胞排列紊乱,呈簇状分布,对照组软骨面平整,软骨细胞数量多,胞质丰富;番红染色见实验组软骨组织残留较少,软骨层结构模糊不清,软骨细胞较少,对照组软骨层次结构清晰,软骨细胞及软骨下骨细胞排列整齐;免疫组化可见Jagged1蛋白实验组软骨中有较多阳性表达,在对照组中表达较少,差异有统计学意义(P0.05)。结论:Jagged1蛋白在软骨中的表达强度与关节软骨的磨损程度呈正相关,在膝关节骨性关节炎的病理变化过程中有着重要的作用。     

骨关节炎软骨细胞发生内质网应激

目的：研究骨关节炎软骨细胞是否发生内质网应激现象。方法：对关节置换术后的人类骨关节炎软骨标本和正常关节软骨标本切片进行内质网应激标志分子免疫球蛋白重链结合蛋白（BiP）的免疫组织化学检测;对小鼠膝关节进行半月板切断术诱发实验性骨关节炎,在术后1、3和6周取材,对组织切片进行番红花“O”染色、Mankin评分及BiP的免疫组织化学检测。结果：所有人类骨关节炎标本中软骨细胞BiP的表达明显升高。番红花“O”染色结果表明,在小鼠骨关节炎模型中,全部手术侧关节表面发生磨损,且随着术后时间延长关节表面磨损范围逐步扩大,手术侧Mankn分值显著高于对照侧;此外,手术侧的软骨细胞内BiP呈阳性表达,且表达量随术后时间延长而增加。结论：在人类骨关节炎标本和实验性小鼠骨关节炎模型中,关节软骨细胞均发生明显的内质网应激现象。     

应力作用下软骨细胞信号传导的研究进展

研究显示应力刺激对软骨细胞生长及基质代谢具重要作用。软骨正常结构形态以及应力下的软骨细胞形态和基质代谢的变化是力-生物信号转化的基础,信号分子及信号通路则是应力信号传导的核心,二者是对软骨细胞应力下信号传导过程深入了解不可或缺的信息组成,了解应力对软骨细胞的作用方式及作用机制有助于软骨相关疾病诊治、组织工程等领域的研究,本文就这两个方面研究进展做一综述。     

压应力对软骨细胞的影响

骨关节炎(osteoarthritis, OA)是一种以关节软骨退变、软骨下骨重塑、骨赘形成、关节内滑膜炎症反应和广泛血管生成为特征的慢性退行性疾病。其发生受遗传、环境、代谢、生物化学和机械应力等诸多因素的共同影响,其中机械应力异常为主要诱因。在机械应力异常导致OA的过程中,软骨组织的稳定状态被打破,软骨细胞作为软骨组织中唯一的细胞也会发生相应的变化。压应力是机械应力的一种,最新研究表明,压应力可对软骨细胞的形态、代谢状态、表型、细胞活性产生影响。因此,该文综述了近年来压应力对软骨细胞影响的相关文献,为OA的机制和治疗有关研究提供理论基础。     

应力作用下软骨细胞信号传导的研究进展

研究显示应力刺激对软骨细胞生长及基质代谢具重要作用。软骨正常结构形态以及应力下的软骨细胞形态和基质代谢的变化是力-生物信号转化的基础,信号分子及信号通路则是应力信号传导的核心,二者是对软骨细胞应力下信号传导过程深入了解不可或缺的信息组成,了解应力对软骨细胞的作用方式及作用机制有助于软骨相关疾病诊治、组织工程等领域的研究,本文就这两个方面研究进展做一综述。     

白介素-1β诱导关节软骨细胞凋亡的分子机理

骨关节炎(OA)是一种退行性病变,表现为局限性、进行性关节软骨破坏及关节边缘骨赘形成,并伴有不同程度的滑膜炎症。软骨细胞是成熟关节软骨中唯一的细胞类型,它负责细胞外基质的合成和更新,并维持基质的完整。目前OA的发病机制尚不明确,但越来越多的研究发现致炎细胞因子白细胞介素-1β(IL-1β)起着重要的作用。IL-1β能诱导软骨细胞凋亡,其机制有一氧化氮(NO)、活性氧(ROS)和丝裂原激活的蛋白激酶(MAPK)等途径。IL-1β也是OA病变进展中破坏软骨细胞代谢平衡的主要细胞因子之一。对IL-1β诱导关节软骨细胞凋亡的分子机理的深入研究,将有助于新药的研发和骨关节病的治疗。     

促进老年退行性骨关节炎软骨内源性修复的化合物研究进展

老年退行性骨关节炎(OA)是由关节损伤、肥胖和衰老等因素引起的一种退行性疾病,最终引起关节软骨损伤,导致运动功能障碍。软骨细胞及细胞外基质是软骨组织的主要成分,它们的损伤是引起OA的根本原因。目前OA的治疗仅限于缓解症状,而随着干细胞的发现及对软骨细胞的深入认识,开发增强软骨内源性修复的药物是OA治疗的重要方向。目前研究发现,kartogenin等化合物可以促进间充质干细胞选择性的分化为软骨细胞而起到修复作用,此外,一些化合物还可以调控软骨细胞的信号通路,起到促进软骨细胞增殖、抑制软骨细胞凋亡、抑制基质金属蛋白酶活性、增加细胞外基质合成等作用,从而维持软骨细胞的数量、促进软骨基质的合成而抑制其降解。这些方法比常规通过微创刺激内源性干细胞或移植自体细胞更加安全、有效。本文就化合物对促进老年退行性骨炎软骨内源性修复的研究进行综述,为发现更多的有效化合物提供基础。     

深低温冻存组织工程化软骨在关节软骨缺损修复的应用

目的：探讨经深低温冻存组织工程化软骨修复关节软骨缺损的可行性。方法：分离收集3周龄新西兰大白兔关节软骨细胞进行体外培养,接种于PGA三维支架材料上,复合物体外培养1周后冻存,冻存1个月后解冻、复苏及体外培养,1周后接种于已建立的双侧兔膝关节软骨缺损模型的膝关节软骨缺损处,并设对照组。分别于手术后4周、8周、12周行大体标本及组织观察。结果：大体观察结果表明,实验组与对照组缺损处均由软骨组织修复;组织学观察可以见到实验组和对照组关节软骨缺损处有密集的软骨细胞,均有软骨生成及基质分泌,两组差异无统计学意义。结论：应用深低温冻存组织工程化软骨修复关节软骨缺损的方法是有效可行的,为其进一步临床应用提供了实验依据。     

外泌体对骨关节炎的影响

骨关节炎(osteoarthritis,OA)的发病主要与关节内生物力学改变、关节软骨磨损以及合成分解代谢紊乱有关。关节内代谢平衡主要依靠一系列细胞内分子(激酶级联、自噬、转录因子和表观遗传机制等)和细胞外刺激(细胞因子、激素和机械应力等)的调节。外泌体作为一种分泌到细胞外发挥作用的囊泡状物质,广泛参与细胞间信息交流。外泌体能够通过内部含有的m RNA、miRNA和蛋白质等生物活性分子对骨关节炎病程发展产生一定的影响,且不同干细胞来源的外泌体对OA的作用存在一定的差异。该文通过综述近年来有关外泌体对骨关节炎疗效研究的文献报道,为后续进一步探究外泌体对OA作用机制及其相关研究提供理论参考和依据。     

兔膝关节损伤后软骨细胞中OPG与RANKL表达

目的:随着中国经济的高速发展,人民生活水平日益增高。体育运动,高能量机动车造成的膝关节损伤数量不断增加,关节软骨的损伤恢复一直不是很理想。针对其后期的恢复研究做了许多相关的实验。本实验通过对兔膝关节软骨细胞损伤后软骨细胞中OPG(骨保护素)与RANKL(核激活因子受体配体)两种因子在损伤后与正常软骨细胞中的表达的比较,探讨损伤后软骨细胞中OPG和RANKL的表达。方法:25只大耳白兔随机分成5组,每组5只。前4组在10天完成20只兔左后腿膝关节软骨损伤动物模型,最后1组5只做手术对照组,术后处置相同。在术后1周,2周,4周,8周时取膝关节软骨损伤处关节软骨制成标本对照组取正常膝关节软骨制成标本。应用HE染色观察软骨细胞恢复情况及SP免疫组化法检测软骨细胞中OPG与RANKL的表达。在光镜下观察,通过医学图像分析软件(media cybernetics image-proplus6.0)图片分析,测定镜下相对灰度值并计算每个标本的平均灰度值,单因素方差分析法进行数据分析。结果:OPG在膝关节损伤后2-4周表达最高,4-8周有下降趋势。RANKL在膝关节软骨损伤后明显表达并逐步的呈升高趋势。实验组镜下观察表达较强烈,测定镜下平均灰度值与对照组有显著性差异(P0.05)。结论:1.OPG在膝关节软骨损伤后显著性表达。2-4周表达较高,4-8周趋于降低。2.RANKL在膝关节软骨损伤后显著表达,1-8周呈平稳上升趋势。     

力学环境对软骨基质代谢的影响

正常关节软骨所受压力是由动态压力与静态压力交替完成。压力引起软骨一系列生理变化包括细胞及细胞外基质成分变形、组织内液体流动、水流电位和生理生化变化。这些变化直接调控细胞外基质代谢。体外构建有良好功能的组织工程化软骨是目前软骨病变、缺损理想的修复方法。研究力学环境对软骨基质代谢的影响,对构建组织工程化软骨有深远意义。