RhoA/ROCK信号通路在异常应力下关节软骨中的表达

背景:RhoA/ROCK信号通路在活体内关节软骨退变或者骨性关节炎的病理过程中是否发挥着作用,为此设计了该实验。目的:探索RhoA/ROCK信号通路在软骨退变过程中的作用。方法:采用家兔右膝关节伸直位制动模型,对制动2,4,6周及对照组家兔的右膝关节胫骨平台负重面全层软骨进行苏木精-伊红染色、番红O染色及RhoA、ROCK免疫组织化学染色,比较制动前后软骨组织学、病理积分及RhoA、ROCK表达变化情况。结果与结论:随着制动时间的延长,关节软骨退变程度逐渐加重,Mankin评分逐渐增加,且各组评分之间差异有显著性意义(P<0.05)。免疫组织化学提示RhoA、ROCK表达变化主要集中在切线层及中间层软骨,且二者在关节软骨退变过程中表达变化趋势一致,均为先增多后减少。结果表明,在关节软骨退变过程中,RhoA/ROCK信号通路表达先递增后逐渐降低,RhoA/ROCK信号通路在异常应力所致的关节软骨退变过程中发挥了效应。     

RhoA/ROCK信号通路在异常应力下关节软骨中的表达

背景：RhoA/ROCK信号通路在活体内关节软骨退变或者骨性关节炎的病理过程中是否发挥着作用,为此设计了该实验。目的：探索RhoA/ROCK信号通路在软骨退变过程中的作用。方法：采用家兔右膝关节伸直位制动模型,对制动2,4,6周及对照组家兔的右膝关节胫骨平台负重面全层软骨进行苏木精-伊红染色、番红O染色及RhoA、ROCK免疫组织化学染色,比较制动前后软骨组织学、病理积分及RhoA、ROCK表达变化情况。结果与结论：随着制动时间的延长,关节软骨退变程度逐渐加重,Mankin评分逐渐增加,且各组评分之间差异有显著性意义（P〈0.05）。免疫组织化学提示RhoA、ROCK表达变化主要集中在切线层及中间层软骨,且二者在关节软骨退变过程中表达变化趋势一致,均为先增多后减少。结果表明,在关节软骨退变过程中,RhoA/ROCK信号通路表达先递增后逐渐降低,RhoA/ROCK信号通路在异常应力所致的关节软骨退变过程中发挥了效应。     

在琼脂糖表面无支架条件下构建组织工程软骨

背景:实验表明,软骨细胞在体外培养时,经常发生表型的丢失.但形成软骨细胞团块时可以维持软骨细胞表型,由此人们探讨无支架结构培养组织工程软骨的技术.目的:拟建立软骨细胞聚集培养体系,观察在琼脂糖表面培养软骨细胞,无支架条件下构建组织工程软骨的特点.设计、时间及地点:单一样本观察,于2006-10/2007-04在解放军南京军区总医院骨科研究所完成.材料:SPF级新西兰白兔4只,2周龄,雌雄不限.方法:分离、提取兔关节软骨原代软骨细胞,将低熔点琼脂糖铺于24孔培养板表面,按每孔2.5×105接种提取的兔原代软骨细胞,在培养箱内培养,定期换液.主要观察指标:取10d标本行组织学、Ⅱ型胶原免疫组织化学检测.结果:10d时,软骨细胞自聚集形成有一定形状、大小的类软骨组织,苏木精-伊红染色可见软骨陷窝结构,甲苯胺蓝染色见紫红色异染,说明有蛋白聚糖的分泌.钙染色未见钙化, Ⅱ型胶原免疫组织化学染色有棕黄色颗粒,说明有Ⅱ型胶原分泌.结论:在琼脂糖表面构建组织工程软骨的培养体系,琼脂糖膜阻止软骨细胞的黏附和伸展,从而保持软骨细胞的圆形形态;软骨细胞在琼脂糖表面直接接触,加强了细胞之间的信息交流,有利于维持细胞的表型,维持软骨细胞分泌细胞外基质的特征.     

可注射性纤维蛋白凝胶/脱钙骨基质复合支架延缓兔骨关节炎软骨退变

背景:纤维蛋白凝胶及脱钙骨基质都有优良的生物相容性及生物降解性,因此可以作为软骨组织工程支架培养软骨种子细胞.这两种材料分别可以作为生长因子的载体缓慢释放生长因子,并达到持续发挥促软骨细胞生长的功能.目的:验证可注射性纤维蛋白凝胶,脱钙骨基质复合支架延缓骨性关节炎的可行性及有效性.方法:实验为同体对照动物实验.16只兔切断双后肢前交叉韧带制备兔膝关节骨性关节炎模型,兔一侧膝关节内注射复合支架材料与软骨细胞混悬液为实验组.另一侧膝关节内注射等量生理盐水为对照组,12周后取关节软骨,分别进行苏木精-伊红染色,Masson染色,Ⅱ型胶原免疫组化染色,并根据Wakitani标准及Outerbridge分类重新制定标准进行评分,评价实验组与对照组软骨退变的程度.结果与结论:实验组关节软骨表面尚光滑,可见软骨陷窝,结构软骨退变较对照组轻;软骨细胞及Ⅱ型胶原较正常软骨组织轻度减少,关节囊组织无明显Ⅱ型胶原表达.实验组综合评分低于对照组(P<0.01).表明可注射性纤维蛋白凝胶/脱钙骨基质复合支架为早期骨性关节炎及骨缺损修复提供了一种优良的复合支架材料.     

藻酸钠凝胶三维培养条件下胰岛素样生长因子Ⅰ对兔关节软骨细胞表型的影响

目的:观察胰岛素样生长因子Ⅰ对藻酸盐凝胶三维培养条件下兔关节软骨细胞表型的影响。方法:实验于2004-10/2006-10在上海长海医院血管外科实验室完成。实验材料:4周龄雄性新西兰兔6只。实验方法:利用机械与酶消化的方法获得均一的兔关节软骨细胞,在单层培养条件下将软骨细胞增殖至P2代;将P2代细胞高密度条件下转入藻酸盐凝胶培养介质,进行三维培养。细胞培养分组:①不含胰岛素样生长因子Ⅰ三维培养。②含50μg/L胰岛素样生长因子Ⅰ三维培养组。③单层培养。实验评估:①三维培养细胞于培养的2,4,6周行冰冻切片苏木精-伊红染色及Ⅱ型胶原免疫组织化学检测。②单层培养细胞每传代1次行细胞爬片苏木精-伊红染色及Ⅱ型胶原免疫组织化学检测。结果:①细胞学外观形态变化:两组藻酸盐凝胶三维培养体系中的软骨细胞在6周的培养过程中始终保持了圆形的细胞外观。单层培养软骨细胞在第5代以前,均保持了星形及多角形的正常软骨细胞外观。②免疫组织化学显示结果:培养6周后,含胰岛素样生长因子Ⅰ三维培养软骨细胞特异性Ⅱ型胶原细胞仍呈强阳性染色,表达水平较转入三维体系前未见降低,培养细胞保持了良好的分化表型。单层培养软骨细胞在第5代以前,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色为阳性。第6代以后,大部分细胞呈梭形,向成纤维细胞转化,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色为阴性。结论:胰岛素样生长因子Ⅰ对藻酸盐三维培养条件下的关节软骨细胞表型具有维持作用。     

同种异体脱钙骨与骨髓间充质干细胞关节腔内共培养:与同腔软骨性状的对比简

背景：临床发现膝关节内游离体能长期存在于关节腔内并能保持一定的软骨组织学特性和生理学特性,因此大胆提出假设：关节腔环境可能是软骨细胞生长、发育的较佳环境并提出“腔内培养,腔内移植”的理念。目的：观察兔骨髓间充质干细胞复合同种异体脱钙骨基质体外培养或关节腔内培养组织工程软骨与同腔软骨的性状差异。 方法：实验分3组进行,体外培养组将经成软骨诱导的乳兔骨髓间充质干细胞与成年兔脱钙骨基质体外复合培养;腔内培养组将经成软骨诱导的乳兔骨髓间充质干细胞与成年兔脱钙骨基质以筋膜包裹,复合培养于成年新西兰兔膝关节腔内,以同腔内正常软骨为对照。 结果与结论：培养12周后：①体外培养组苏木精-伊红染色见软骨细胞少量增生,胞核蓝染;甲苯胺蓝染色见软骨细胞排列无序,少量周围基质包绕;Masson染色阳性区域小,细胞排列无序;Ⅱ型胶原免疫组织化学见软骨细胞胞浆及胞外基质少量黄色颗粒。②腔内培养组苏木精-伊红染色见软骨细胞增生,胞核蓝染;甲苯胺蓝染色见软骨细胞成串排列,软骨陷窝形成,周围基质包绕;Masson染色阳性,软骨细胞多,基质蓝染,按一定应力方向排列;Ⅱ型胶原免疫组织化学见细胞外基质中出现较多棕黄色颗粒,Ⅱ型胶原染色阳性。说明骨髓间充质干细胞与同种异体脱钙骨基质复合物可在体外及膝关节腔内培养出组织工程软骨,关节腔内培养的软骨比体外培养的软骨更接近正常软骨。     

同种异体骨软骨柱移植治疗关节软骨缺损

背景:同种异体骨软骨移植修复关节软骨损伤可以解决自体骨软骨来源有限的问题,但存在免疫排斥问题.目的:观察以深低温保护剂保护的同种异体骨软骨柱移植修复兔关节软骨缺损的效果,并与自体关节软骨移植作比较.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008 05/10在武汉协和医院骨科实验室完成.材料:24只成年健康新西兰兔中8只用于异体骨软骨柱的制备,16只随机分成同种异体移植组和自体移植组,每组8只.方法:使用横穿钉套筒提取兔股骨内侧髁骨软骨柱,将骨软骨柱在4℃条件下放入盛有10%二甲基亚砜的冻存管中2 h,将冻存管移入程序冷冻仪内以1℃/min速率降至-75℃,放入-196℃液氮罐底部保存3周备用.用横穿钉钻头在兔左膝关节股骨内侧髁垂直于软骨面制造缺损,缺损深4 mm,直径4.45 mm,自体移植组取右膝关节内侧髁骨软骨柱植入到左侧膝关节相应缺损处,异体移植组将经过程序性深低温冷冻保存的同种异体骨软骨柱移植到相应缺损处.主要观察指标:术后12周观察兔关节活动度、修复组织的质地等情况.以苏木精-伊红染色观察关节软骨组织的病理变化,以半定量改良Wakitani score法进行评估.以免疫组织化学染色观察Ⅱ型胶原分泌情况.结果:两组实验动物关节活动度正常.异体移植组移植处关节软骨面较光整,与周围正常关节软骨高度一致,结合紧密,颜色接近,与自体移植组相似.两组移植后,兔关节缺损处被透明软骨覆盖,潮线整齐,细胞排列有序,分泌大量基质,异体移植组移植处软骨深层及软骨下骨处可见微小裂隙,未见淋巴细胞和浆细胞浸润.同种自体与异体骨软骨移植组Wakitaniscore评分结果无统计学差异,总分接近,修复软骨Ⅱ型胶原免疫组织化学染色均强阳性.结论:冷冻同种异体骨软骨柱移植可修复全层小面积关节软骨缺损,术后近期软骨细胞存活,可分泌软骨基质,未见明显排斥反应,与自体骨软骨柱修复的兔关节软骨缺损在组织学上相近.     

冷冻保存同种异体软骨移植修复膝关节软骨缺损

背景:采用传统方法冻存后,关节软骨细胞存活率低,且软骨表层与深层的软骨细胞存活率差别较大,移植物易发生退行性变,导致手术失败.目的:经打孔梯度降温冻存膝关节软骨后并行异体移植,观察打孔梯度降温冻存对兔关节软骨的影响.方法:自2月龄新西兰白兔膝关节股骨膑面取骨软骨移植物,随机分为3组:实验组在软骨面以3 mm×3 mm矩阵打孔,梯度降温冷冻保存.以非打孔经梯度降温冷冻保存组、非打孔超低温冷冻保存组为对照.复温后移植到成年新西兰白兔相应膝关节缺损部位,观察各组移植物大体形态学、组织化学、免疫组织化学染色效果的差别.结果与结论:实验组、非打孔经梯度降温冷冻保存组大体形态学、组织化学、免疫组织化学染色效果均明显优于非打孔超低温冷冻保存组.实验组与非打孔经梯度降温冷冻保存组效果差别不明显,但实验组明显加强了对中间层软骨组织的保护程度.提示关节软骨的梯度降温冷冻保存效果优于快速降温冷冻保存;关节软骨打孔冷冻保存对深层细胞有一定的保护作用,提高了软骨细胞存活率,延缓了移植软骨组织的退变过程.     

骨关节炎软骨细胞的体外分离培养

背景:由于体外分离培养骨关节炎患者软骨细胞存在难度,同时软骨组织中因富含大量的基质,且软骨细胞分布于其中的软骨陷窝中,因此与其他细胞相比,软骨细胞的分离更为困难.目的:从骨关节炎行人工膝关节置换者的关节软骨中分离软骨细胞,并改良其酶消化法分离软骨组织,观察软骨细胞的生物学特性.设计、时间及地点:对比观察,实验于2007-04/2008-03在解放军第三军医大学烧伤研究所实验室完成.对象:标本取材于解放军第三军医大学西南医院关节外科中心同期收治的10例人工膝关节置换患者软骨组织(＞3 cm).方法:切取原发性骨关节炎患者关节软骨,将软骨剪成1mm×1 mm×1mm左右的碎块,以Ⅱ型胶原酶顺序消化联合胰蛋白酶消化分离关节软骨细胞,同期对比用Ⅱ型胶原酶加胰蛋白酶消化法消化软骨后的收获细胞数及细胞成活率,分离细胞进行原代和传代培养.主要观察指标:以倒置相差显微镜观察体外培养软骨细胞形态;以甲苯胺蓝染色以及Ⅱ型胶原免疫组织化学染色进行软骨细胞鉴定;四甲基偶氮唑盐法测定骨关节炎细胞增殖情况.结果:改良的Ⅱ型胶原酶顺序消化联合胰蛋白酶法,对原代关节软骨细胞的分离取得了优良而稳定的效果,与传统的胰蛋白酶消化法相比,收获细胞数为3.72×106,细胞存活率为97.5%,二者相比有显著性差异(P＜0.05).体外培养观察软骨细胞贴壁和生长均较缓慢.原代和传代后细胞Ⅱ型胶原免疫组织化学和甲苯胺蓝异染反应均较弱.软骨细胞增殖和生长缓慢.结论:Ⅱ型胶原酶顺序消化联合胰蛋白酶分离骨关节炎患者软骨细胞的技术简单且易操作,分离培养的软骨细胞符合骨关节炎时软骨退变的表现,可为骨关节炎的病因研究及软骨细胞移植治疗骨性关节炎提供实验基础.     

大鼠膝关节软骨与不同强度跑台运动的影响

背景:适量的运动是维持正常关节组织形态结构及生理功能的必要条件,过度运动或制动均可导致关节软骨退变。目的:观察不同强度跑台运动对大鼠膝关节软骨的影响。方法:将18只雄性成年Wistar大鼠随机分安静组、低强度运动组、高强度运动组。6周后ELISA法测定血清基质金属蛋白酶3水平,并行蕃红-O染色、基质金属蛋白酶3与Ⅱ型胶原免疫组织化学染色及Mankin评分,反转录聚合酶链反应检测软骨基质金属蛋白酶3的mRNA表达。结果与结论:高强度运动组Mankin评分、血清及软骨中基质金属蛋白酶3表达均显著高于安静组与低强度运动组(P<0.05),基质糖氨多糖及Ⅱ型胶原含量均显著低于安静组与低强度运动组(P<0.05);低强度运动组与安静组差异无显著性意义。说明高强度运动可造成大鼠膝关节软骨退行性变,且软骨运动性损伤可能与基质金属蛋白酶3表达增强有关。