聚焦超声对软骨细胞损伤中炎症因子和焦亡蛋白的影响

目的 探讨低强度脉冲聚焦超声（focused low-intensity pulsed ultrasound, FLIPUS）对脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）诱导软骨细胞炎症因子释放及细胞焦亡相关蛋白表达的影响及保护软骨的作用机制。方法 提取C57BL /6J 乳鼠膝关节原代软骨细胞进行体外实验,LPS处理软骨细胞模拟骨关节炎样软骨细胞损伤并进行验证。细胞分为Control组、LPS组和LPS+FLIPUS组。蛋白免疫印迹法（Western blot）检测各组软骨II型胶原（COL2α1）,炎症细胞因子：白细胞介素-18（interleukin-18, IL-18）和IL-1β,炎症小体：NOD样受体蛋白3（NOD ? likereceptorthermalproteindo?main3, NLRP3）和裂解半胱氨酸蛋白酶?1（Cleaved cysteinylaspartatespecificproteinase1, Cleaved Caspase?1）,焦亡蛋白：gasdermin D N端片段(N-terminal fragment of gasdermin D, GSDMD-N),软骨基质降解因子：基质金属蛋白酶-13(matrix metalloproteinase-13, MMP-13)、MMP3和血小板结合蛋白基序的解聚蛋白样金属蛋白酶-5(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs-5, ADAMTS-5)蛋白表达,钙黄绿素/碘化丙啶（Calcein am/PI）荧光染色和乳酸脱氢酶（lactic acid dehydrogenase, LDH）释放实验检测细胞活性,扫描电镜（scanning electron microscope, SEM）检测细胞的形态变化,ELISA检测细胞上清液中IL-1β、IL-18水平。结果 成功提取膝关节原代软骨细胞并模拟骨关节炎样软骨细胞损伤。与Control组相比,LPS组COL2α1蛋白表达明显降低（P<0.001）,ADAMTS5、MMP13、MMP3、NLRP3、GSDMD-N、Cleaved Caspase 1、IL-18和IL-1β蛋白表达增加（P<0.05）,IL-18、IL-1β和LDH释放增加（P<0.01）,细胞肿胀变形,膜上出现较多孔隙丧失完整性,细胞死亡率增加（P<0.01）;与LPS组相比,LPS+FLIPUS组COL2α1蛋白表达上升（P<0.01）,ADAMTS5、MMP13、MMP3、NLRP3、GSDMD-N、Cleaved Caspase 1、IL-18和IL-1β蛋白表达明显下降（P<0.05）,IL-18、IL-1β和LDH释放减少,细胞肿胀程度减轻,膜上孔隙减少,细胞死亡率下降（P<0.05）。结论 FLIPUS可能通过抑制炎症因子和细胞焦亡相关蛋白减轻脂多糖诱导的软骨细胞损伤,保护软骨。