自体软骨细胞移植技术修复关节软骨损伤研究进展

关节软骨损伤后其再生能力极为有限。随着细胞治疗与软骨组织工程等相关技术和学科的发展进步,自体软骨细胞移植术(autologous chondrocyte implantation,ACI)已发展到第三代。与传统的治疗方法相比,ACI技术在治疗软骨损伤方面有着明显的优势,已被越来越多的患者接受,其临床效果已得到肯定,但仍需进一步改进。本文对近年来国内外的相关研究进展进行总结,从软骨损伤的传统治疗方法及其发展、自体软骨细胞移植术、基因修饰在ACI中的应用等三个方面对自体软骨细胞移植技术修复软骨损伤进行综述,并分析其优缺点和发展史,着重介绍自体软骨细胞移植技术和基因修饰在其中的应用。     

髌骨关节软骨体视学研究

采用体视学的方法，测量家兔髌骨软骨负重区的软骨体视学变化，包括软骨细胞数、体密度、面密度、比表面等各项指标。利用图象分析技术进行关节定量化的形态学分析，对于研究关节软骨损伤，修复过程及软骨疾病的发病原理均有重要意义。实验结果表明，透明软骨与钙化软骨具有显著差别。透明软骨除单个细胞面积数值较小外，其体密度、面密度、数密度和比表面均较钙化软骨的数值为高。透明软骨细胞核的体密度和面密度亦高于钙化软骨细胞核。这些数据对研究关节软骨功能和病理变化有重要意义。     

颞下颌关节髁突软骨中生长因子的研究进展

生长因子是一组具有促进细胞生长、增殖和合成作用的蛋白多肽。软骨组织中含有多种生长因子及其受体,它们共同作用于软骨细胞。颞下颌关节髁突软骨属于纤维软骨,它介导了髁突的生长发育及适应性改建。髁突软骨细胞同样受到多种生长因子的调控,主要有：胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor,IGF）、转化生长因子-β（transforming growth factor-β,TGF—β）、     

骨髓间充质干细胞源性外泌体对体外培养的软骨细胞增殖和迁移的调节作用

目的:探讨骨髓间充质干细胞源性外泌体对体外培养的软骨细胞增殖和迁移的调节作用。方法:体外分别培养新西兰兔的骨髓间充质干细胞(BMSCs)和软骨细胞;超高速离心法收集BMSCs源性外泌体(BMSC-Exos);透射电镜观察BMSC-Exos的形状和大小;Western blot鉴定BMSC-Exos表面标记;MTT法检测不同剂量的BMSC-Exos对软骨细胞增殖的调节作用,以及给予IL-1β刺激后软骨细胞增殖的变化;荧光显微镜下观察软骨细胞对BMSC-Exos的摄取;划痕试验分析BMSC-Exos对软骨细胞迁移的调节作用。结果:获取的BMSC-Exos呈近似球形,直径40～100 nm,表面表达CD63和CD81。40μg/mL、80μg/mL和120μg/mL含量的外泌体均可显著促进软骨细胞增殖(P<0.05),80μg/mL与120μg/mL含量外泌体的作用没有显著差异。BMSC-Exos能够被软骨细胞摄取。BMSC-Exos与软骨细胞共培养,划痕愈合率由44%上升至63%(P<0.05)。结论:BMSC-Exos能够促进体外培养的软骨细胞增殖和迁移,具有作为一种新型非细胞治疗方法替代MSCs细胞治疗方法的可能。     

胰岛素样生长因子-Ⅰ对软骨细胞移植修复关节软骨缺损的作用

目的：观察胰岛素样生长因子－Ⅰ（insulin-like growth factor-Ⅰ,IGF-Ⅰ)对关节软骨缺损修复的作用。方法：采用组织工程方法制备骨基质明胶（BMG）－软骨细胞移植物。40只4－5个月龄的新西兰兔均分为软骨细胞实验组及软骨细胞对照组,BMG对照组,空白对照组。实验组兔膝关节注射IGF－Ⅰ,各对照组均注射等渗盐水。术后行大体,组织学观察及免疫组化检测。结果：实验组软骨细胞生长较快,术后24周修复的软骨组织Safranin-O染色,Ⅱ型胶原染色与正常关节软骨一致,软骨细胞呈柱状排列,软骨细胞对照组术后24周修复软骨组织Safranin-O染色较淡,部分软骨细胞呈柱状排列,BMG,空白对照组未修复。结论：IGF－Ⅰ能促进关节软骨缺损修复。     

培养自体软骨细胞移植修复软骨缺损的分子生物学基础

创伤等原因所致的关节软骨缺损可引起患者疼痛,并导致滑膜炎和关节变性等,而软骨组织的自身修复能力又很差,缺损往往不能自行修复。目前临床上修复关节软骨缺损主要是自体软骨植入及软骨代用品植入,效果均不理想。近期研究表明,培养自体软骨细胞移植治疗软骨缺损取得了满意的疗效,这种方法还可在培养软骨细胞增殖和再分化的过程中调节基因表达[1]。笔者就自体软骨细胞移植治疗软骨缺损的分子生物学基础进行综述。一、关节软骨的分子生物学组成关节软骨(也称透明软骨)是覆盖在运动关节骨末端的一层质地坚韧的半透明组织,在膝关节厚度为1～5ｍ…     

TGF-β超家族分子在软骨内成骨中的作用

转化生长因子β(transforming growth factor-β，TGF-β)超家族分子包括TGF-β、骨形态发生蛋白(BMP)等30多个成员。它们在软骨组织分布广泛，在软骨内成骨的各个阶段皆具有重要功能。TGF-β分子可以促进软骨细胞细胞外基质合成，抑制软骨细胞的肥大分化和矿化。BMP分子可以诱导间充质细胞分化为软骨细胞，促进合成细胞外基质，抑制软骨细胞的终末分化。另外，TGF-β、BMP分子可以和IHH-PTHrP信号通路相互作用协调软骨细胞分化，BMP和FGF分子相互拮抗控制软骨细胞增殖、IHH分子表达和软骨细胞的终末分化。但是，TGF-β超家族分子在软骨内成骨中的详细作用机制仍需进一步的研究来阐明。     

移植基质诱导的自体软骨细胞修复关节软骨缺损临床研究

 目的 探讨基质诱导的自体软骨细胞移植修复关节软骨缺损的方法与疗效.方法 2004年11月～2006年11月,对7例膝关节软骨炎患者行关节镜取软骨、基质诱导自体软骨细胞移植(Matrix-induced Autologous chondrocyte implantation,MACI)膜植入术.对患者行MRI检查确定损伤位置,并进行IKDC2000评分.术后按照特定的康复计划进行循序渐进的功能锻炼.结果 随访时间6个月到24个月.术后半年多数患者各项症状逐渐消失,IKDC2000评分大部分增高.复查MRI和关节镜,显示原来缺损的关节软骨已基本修复,并伴有软骨下骨的修复.结论 与传统自体软骨细胞移植(Autologous chondrocyte implantation,ACI)技术相比,利用MACI技术修复软骨缺损具有术后恢复时间短、操作简便、创伤小、生成更多透明软骨等优点,具有良好的应用前景.     

关节软骨细胞体外培养时生物学性状的变化

<正> 在运动医学领域中,由于运动员的关节软骨伤病发生率远高于普通人,同时又缺乏有效的治疗方法,影响训练和运动成绩的提高,因此对关节软骨伤病的研究一直是重点科研项目之一。对关节软骨进行研究的手段近20年来有了巨大进步,其标志是关节软骨细胞在体外分离培养取得成功。它作为探索软骨细胞性状的先进手段正越来越广泛地被应用到关节软骨损伤和疾患的研究工作中。我所1982年在体外分离培养关节软骨细胞获得成功。近年来,对关节软骨细胞在体外培养过程中所     

癌基因与正常及骨关节炎中软骨细胞凋亡关系的研究

用免疫组化及ＤＮＡ缺口末端标记法观察了正常及骨关节炎软骨组织中ｃ－ｍｙｃ，ｂｃｌ－２的表达以及软骨细胞的凋亡情况。发现在正常软骨组织的表层有软骨细胞的凋亡及＆ｕ，ｃ－ｍｙｃ的表达，在移行层有ｂｃｌ－２的表达，在柱状层下层有ｃ、ｎａｙｃ的表达及ＤＮＡ缺口末端标记的阳性信号；在骨关节炎的软骨组织中发现软骨细胞凋亡及ｆａｓ表达的减少或消失，ｂｃｌ－２的表达增强。结果表明：在骨关节炎软骨组织中软骨细胞凋亡的减少可能是软骨细胞对软骨组织损伤的反应，这种反应可以延长软骨细胞的存活时间，增强软骨细胞的修复能力。     

不同波段电磁辐射致大鼠Sertoli细胞SOX9和WT1表达的影响

目的 探讨不同波段电磁辐射对大鼠睾丸支持细胞(Sertoli细胞)性别决定相关基因SOX9和WT1表达的影响。方法 原代分离3周Wistar大鼠的Sertoli细胞,应用WT1免疫细胞化学染色鉴定细胞纯度;Sertoli细胞经平均功率密度为100 mW/cm²的S波段微波和X波段微波及场强6×10⁴ V/m的电磁脉冲辐射4 min。应用实时RT-PCR和Western blot方法,检测SOX9、WT1的mRNA和蛋白质的变化。结果 3种波段电磁辐射后Sertoli细胞SOX9 mRNA和蛋白表达在辐射后6和12 h及辐射后的6和24 h均见不同程度的降低(F=15.20和4.84, P<0.05;F=8.46和7.47,P<0.05);WT1 mRNA和蛋白表达在辐射后6和12 h及辐射后的24 h出现不同程度降低(F=13.46、5.08和10.26,P<0.05)。结论 3种波段电磁辐射后Sertoli细胞性别决定相关基因(SOX9、WT1)表达呈不同程度的降低。Sertoli细胞SOX9、WT1的变化可能参与了电磁辐射致生殖危害的病理生理过程。     

电磁辐射对CD34+造血干细胞JAK2和STAT5蛋白活化的影响及意义

目的 观察电磁辐射对CD34+造血干细胞JAK2和STAT5蛋白活化的影响,探讨JAK2和STAT5蛋白在电磁辐射致造血干细胞损伤中的作用。方法 从脐血中分离培养CD34+造血干细胞,分别用平均功率为1、5、25 mW/cm²的电磁波辐射20 min,干预组(平均辐射强度为25 mW/cm²)使用AG490(终浓度10^-6 mol/L)预处理CD34+造血干细胞30 min。检测正常组、辐射组和干预组12、24和48 h时细胞活力(MTT法)、细胞凋亡率(流式细胞术)、Caspase-3蛋白水平(WB法)、磷酸化JAK2和STAT5蛋白水平(WB法)。结果 与正常组比较,辐射组细胞12和24 h活力降低、细胞凋亡率升高,具有剂量效应,磷酸化JAK2和STAT5蛋白表达呈升高后降低的趋势。干预组12和24 h细胞活力显著高于辐射25 mW/cm²组,细胞凋亡率显著低于辐射25 mW/cm²组,磷酸化JAK2和STAT5蛋白水平较辐射25 mW/cm²组低。结论 JAK2和STAT5蛋白参与了1～25 mW/cm²功率范围内的电磁辐射对CD34+造血干细胞的损伤过程,阻断JAK2和STAT5蛋白活化可缓解CD34+造血干细胞凋亡的发生。     

三种波段电磁辐射对大鼠心脏组织形态的影响

目的 探讨3种不同波段电磁辐射[X波段、S波段、电磁脉冲(EMP)]对大鼠心脏损伤的病理学改变及损伤程度差异。方法 采用二级Wistar大鼠180只,应用电脑随机法分为对照组(36只)、EMP辐照组(48只)、S波段微波辐照组(48只)、X波段微波辐照组(48只)。分别于照后6 h、1、3、7、14、28 d、6和12个月活杀,切取大鼠心脏组织标本行组织学及组织化学观察。结果 与对照组比较3种波段辐照组大鼠心脏呈现不同程度损伤,变化规律相似,以6 h~7 d心脏损伤呈加重趋势,心肌纤维排列紊乱,糖原颗粒减少,核染色质浓缩,蒲肯野纤维溶解,间质水肿,心肌间有浆液渗出。14~28d后心脏呈修复恢复期。6~12个月心脏组织与对照组基本相似。比较同一时间点3种波段辐照组X波段辐照心脏损伤最重、S波段次之、EMP组最轻。正常对照组心脏组织结构基本正常。结论 3种不同波段的电磁辐射均会造成不同程度的心脏损伤,X波段>S波段>EMP,提示波长越短、频率越高致心脏损伤越重,且恢复时间越长。     

Impact of cartilage invasion on treatment and prognosis of laryngeal cancer

Invasion of laryngeal cartilage has long been considered as a contraindication to radiation treatment and to all types of conservation surgery. With the advent of axial imaging techniques clarification of the submucosal extent of disease became possible. However, controversies regarding diagnosis (preferred modality, accuracy of detection of cartilage invasion) and treatment of cartilage invasion (Is cartilage invasion really a contraindication for irradiation treatment?) arose. Based on currently accepted criteria, CT appears to be more specific in detecting neoplastic cartilage invasion than MRI, but tends to underestimate invasion and may therefore result in undertreatment. Magnetic resonance has a higher sensitivity than CT for detection of cartilage invasion. The superiority of MRI lies in its ability to detect intracartilaginous tumor spread. Unfortunately, MR findings suggesting neoplastic cartilage invasion may be false positive in a considerable number of instances. Two MRI-dependent parameters appear to be significant as a prognostic factor for success of radiation therapy: tumor volume and abnormal MR signal pattern in cartilage. Minimal abnormal MR signal patterns in cartilage in patients with small tumors (under 5 cc) does not appear to be a very ominous finding for tumor recurrence after radiation therapy. On the other hand, abnormal MR signal pattern in cartilage combined with large tumor volume (above 5 cc) appears to worsen the prognosis significantly. If voice conservation surgery is being considered, MR imaging is useful for assesing those structures (such as cartilages) whose involvement would contraindicate partial laryngectomy. Magnetic resonance imaging appears to be the optimal method of examination in cooperative patients. If MRI fails or if it is contraindicated, CT may still be recommended. The radiologist's experience with CT or MRI also determines the choice between the two modalities.     

电磁辐射生物效应的量效关系研究进展

随着电磁波在通信、工业、军事、医疗等各个领域的广泛应用,电磁辐射对健康的影响越来越受重视。研究发现,一定强度的电磁辐射可引起生物体不同程度的损伤,但电磁辐射损伤的剂量效应关系尚不明确,本文就电磁辐射损伤的量效关系研究进行综述。     

Arthroscopically assisted retrograde drilling for osteochondritis dissecans (OCD) lesions of the knee

Purpose

Accurate retrograde drilling for osteochondritis dissecans lesions remains technically challenging. A novel, radiation-free method using an electromagnetic guidance system was developed, and its feasibility and accuracy for retrograde drilling procedures evaluated in an experimental setting.

Methods

Sixteen arthroscopically assisted, electromagnetically guided retrograde drilling procedures were performed in 4 human cadaveric knee joints. Therefore, two artificial cartilage lesions were set consecutively on each condyle. Final drill bit position was documented in two planes using fluoroscopy. Subsequently, drilling accuracy was measured in terms of distance from the final position of the drill bit to the articular cartilage surface (D1), and distance between the tip of the drill bit to the centre of the cartilage lesion on the articular cartilage surface (D2). All procedures were timed using a stopwatch.

Results

Successful retrograde drilling was accomplished in all 16 cases. The overall mean time for the retrograde drilling procedures was 361.6?±?34.7?s. Mean D1 was 2.2?±?0.5?mm; mean D2 was 0.8?±?0.7?mm. No complications occurred.

Conclusions

The novel electromagnetic guidance system used in this study showed accurate targeting results, required no radiation, was associated with no complications and demonstrated user-friendliness.

Level of evidence

II.     

电磁辐射生物效应的量效关系研究进展

随着电磁波在通信、工业、军事、医疗等各个领域的广泛应用,电磁辐射对健康的影响越来越受重视。研究发现,一定强度的电磁辐射可引起生物体不同程度的损伤,但电磁辐射损伤的剂量效应关系尚不明确,本文就电磁辐射损伤的量效关系研究进行综述。     

军事辐射医学若干问题的思考

军事医学是医学中的一个重要分支。建国以来,围绕相应任务需求,我国军事医学研究获得了长足进步和发展,取得了一系列成就。进入21世纪后,由于国际战略形势发生变化,我国所处的军事环境也发生了新的改变,因此我国的军事医学研究战略和规划也在进行适应性调整。本文对军事辐射医学研究中的系列问题进行分析和思考,提出在阐明电磁辐射生物效应与作用机制的基础上,通过医学手段提升电磁辐射环境下军事作业能力尤其是神经认知功能的研究思路,建议以“狠抓神经、主攻认知、增强免疫、提高军事作业能力”为指导思想,围绕电磁辐射尤其是复杂电磁环境下军事作业能力的提升进行重点布局,为通过医学手段提升复杂电磁环境下军事作业能力奠定基础,为在新军事变革时期提升现代军事后勤中的医学保障水平提供参考。     

Effects of high-frequency electromagnetic fields emitted from card readers of access control systems on electronic pocket dosimeters

High-frequency electromagnetic fields in the 120 kHz band emitted from card readers for access control systems caused abnormally high doses on electronic pocket dosimeters (EPDs). All EPDs recovered their normal performance by resetting after the exposure ceased. The electric and magnetic immunity levels of the EPDs were estimated by using the distances needed to prevent electromagnetic interference.     

The effect of electromagnetic radiation (550-850 nm) on 1-lactate dehydrogenase kinetics

PURPOSE: This work is based on our earlier research of the Resonant Recognition Model (RRM), where we have proposed that protein activation is electromagnetic in its nature. In this study we investigated experimentally the possibility of modulating the protein activity by the electromagnetic radiation of the specific frequency. The concept is studied here by applying a visible light radiation to example of 1-Lactate Dehydrogenase enzyme (LDH). MATERIALS AND METHODS: The selected LDH example is radiated by monochromatic visible light in a frequency range predicted computationally by the RRM. The kinetics of the irradiated LDH is measured by continuous monitoring of the NADH absorption at 340 nm. RESULTS: A comparative analysis of the LDH enzyme activity before and after the electromagnetic field (EMF) exposures is performed. It was found that the LDH activity is selectively increased only by the radiation at the particular wavelengths of 595 nm and 828 nm. These experimentally determined wavelengths of the applied EMF are within the range predicted by the RRM. CONCLUSIONS: Results reveal the LDH activity was modulated by the EMF exposures at the computationally predicted frequencies. The RRM concept presented provides new insights into proteins susceptibility to perturbation by electromagnetic radiation and possibility to program, predict, design and modify proteins and their bioactivity.