中药保护关节软骨的作用机制研究进展

通过文献整理,从组织形态学、细胞因子、软骨细胞凋亡等多方面概述了近些年来中药在保护关节软骨方面的作用机制及研究进展,中药治疗骨关节炎主要通过减轻损伤、延缓退变及促进软骨分化和修复起作用,其机制包括:1)抑制软骨细胞炎性因子的表达及产生;2)抑制关节软骨基质金属蛋白酶表达;3)促进生长因子表达;4)促进胶原蛋白形成;5)促进关节软骨细胞增殖;6)抑制关节软骨细胞凋亡等方面。     

转录因子Sox9调控软骨发育的研究进展

骨的发育主要有膜内成骨和软骨内成骨两种形式,其中软骨内成骨是体内大部分骨骼包括四肢骨、脊椎骨、颅底骨和一部分锁骨的发育形式.软骨内成骨包括软骨发生和生长板发育阶段.在软骨发生阶段,间充质干细胞分化为软骨细胞形成软骨原基.软骨原基是未来骨骼的雏形,原基内的软骨细胞有序分化、增殖和排列形成典型的生长板结构.软骨生长板在结构上包含4个分区:即静息区、增殖区、前肥大区和肥大区.静息区软骨细胞体积小呈圆形,细胞排列紧密,增殖少而且分化不成熟,表达Ⅱ型胶原蛋白(Col2a1).增殖区软骨细胞分裂旺盛,细胞扁平呈柱状排列.前肥大区为软骨细胞由增殖区向肥大区的过渡阶段.肥大区软骨细胞停止增殖进入终末分化阶段,细胞体积变大分泌一些特定的软骨基质如X型胶原蛋白(ColX)等.终末分化的软骨细胞最后发生生理性死亡,同时伴有成骨细胞、破骨细胞和血管侵入,成骨细胞分泌的骨基质最终取代软骨基质实现骨化.一系列的研究表明软骨内成骨受到多因素、多层次严格有序的调控,如全身性的生长激素和甲状腺素;软骨细胞分泌的Wnts、BMP、FGF、IGF和Ihh-PTHrp等信号[1].这些信号通过激活多种转录因子启动一系列基因表达,最终使软骨内成骨协调有序进行.近年来的研究表明,转录因子Sox9参与调控软骨内成骨的多个阶段的发育过程,包括软骨发生、生长板内软骨细胞的成熟、肥大等过程,本文就Sox9基因调控软骨发育的最新研究进展进行综述.     

转化生长因子β与骨关节炎的研究进展

转化生长因子β在软骨细胞代谢中发挥着十分重要的作用,可促进软骨基质分泌、细胞增生、骨软骨生成分化;短期关节腔内注射可增加骨和次级软骨细胞生成、骨软骨发生。转化生长因子β与骨关节炎病理改变有密切关系,参与了软骨细胞的破坏、软骨基质的降解、滑膜的反应性炎症、骨赘形成等。     

关节软骨修复与细胞因子相关性研究进展

关节软骨是一种特殊的结缔组织,覆盖在关节的负重面上,由软骨细胞及细胞外基质所构成,软骨细胞是成人透明软骨的惟一细胞,它合成与分泌高特异性的软骨基质。关节软骨内含多种细胞因子,其在促进软骨细胞增生、分化和基质降解中起着重要的调节作用。但不同的细胞因子可能具有不同的生长周期,一种细胞因子可调节其他细胞因子的表达和活性。本文就细胞因子对关节软骨的复合作用予以综述。     

益气养血方抗兔膝骨关节炎模型软骨退变的作用及机制研究

目的探讨益气养血方对兔膝骨关节炎(KOA)模型软骨细胞凋亡及血清白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、Ⅱ型胶原蛋白(COL-Ⅱ)、人基质金属蛋白酶-13(MMP13)表达的影响,揭示其抗骨关节炎软骨退变的作用及机制。方法 40只日本大耳白兔随机分为4组,即假手术组、KOA模型组、阳性药(双醋瑞因)组、益气养血方组各10只。石蜡切片HE染色观察软骨退变情况,TUNEL法检测软骨细胞凋亡,免疫组化检测COL-Ⅱ、MMP13的表达。结果益气养血方对KOA模型兔膝关节软骨退变具有一定抑制作用,能下调血清促炎细胞因子TNF-α产生水平(P0.05),抑制软骨细胞凋亡;能下调软骨组织MMP-13蛋白的表达(P0.01),上调软骨组织COL-Ⅱ胶原的表达(P0.05),抑制软骨基质降解。结论益气养血方通过下调TNF-α、MMP-13蛋白表达,同时上调COL-Ⅱ胶原表达,抑制软骨细胞凋亡及细胞外基质降解,可能是益气养血方治疗骨关节炎的作用机制之一。     

兔关节软骨缺损修复的实验研究

目的观察自制猪耳廓的脱细胞软骨基质(Extracellular Cartilage Matrix ECM)复合自体软骨细胞对兔膝关节软骨5mm的缺损的修复作用。方法新西兰大白兔60只,随机分为3组,均制备股骨下端滑车处直径为5mm、深4mm的软骨缺损。实验组(A组)：用自制ECM复合自体培养的软骨细胞修复兔关节软骨缺损,实验组(B组)：单纯自制ECM修复兔关节软骨缺损,于4、8、12、24周后分别与空白对照组(C组)相比较,通过大体形态学观察、组织学检查、胶原含量的测定,观察EcM修复软骨缺损的能力。结果第12、24周时,A组修复效果最好,修复组织填充于软骨缺损处,与正常组织连接紧密,分界较为平滑;B组修复效果次之;C组最差,各阶段缺损少量的新生软骨,修复组织多为纤维组织。结论自制的ECM与自体软骨细胞复合具有较强的软骨生成能力,可作为异体软骨移植的一种替代物。     

体外构建可注射性组织工程软骨的初步研究

目的利用关节软骨细胞复合壳聚糖-磷酸甘油(chitosan/glycerophosphate, C/GP)凝胶,体外构建可注射性组织工程软骨,为微创方式治疗关节软骨缺损提供依据.方法以体外培养扩增的兔关节软骨细胞为种子细胞,以自制温固化可注射C/GP凝胶为支架,按5×107/ml细胞浓度复合体外培养.于倒置显微镜下观察细胞形态与分布,四甲基偶氮唑盐(MTT)法计算培养1周时种子细胞存活率,培养4周时样本进行组织学及扫描电镜观察.结果软骨细胞在7:1(体积分数)C/GP凝胶中保持球形,细胞存活率95%以上;HE染色可见软骨较为典型的陷窝样结构、软骨囊及同源细胞群等现象;甲苯胺蓝异染及免疫组化Ⅱ型胶原染色呈强阳性.结论软骨细胞在C/GP凝胶中可存活并保持分泌软骨基质的功能,形成类软骨组织.温固化可注射性C/GP凝胶能作为软骨组织工程的载体材料.     

骨髓间充质干细胞和软骨细胞共培养复合同种异体脱钙骨基质修复关节软骨全层缺损

目的:探讨自体骨髓间充质干细胞(BMSCs)与软骨细胞共培养复合同种异体脱钙骨基质(DBM)修复关节软骨缺损的可行性,评价修复效果,为优化种子细胞源提供依据.方法:取浓度为5×109/L的第二代BMSCs和软骨细胞,按2:1比例混匀共培养作为种子细胞.DBM与共培养细胞复合植入修复为实验组(A组),单纯材料DBM组(B组)和不处理组(C组)作为实验对照组.移植8和16 wk后经大体观察、组织学评分和免疫组化染色评价缺损修复.结果:共培养的软骨细胞基质合成丰富,细胞增殖快,共培养5～7 d两种细胞比例达1:1以上.A组缺损修复组织呈软骨样,表面光滑平坦,与周围软骨整合的软骨细胞更为成熟.B组和C组的修复组织呈纤维组织.组织学评分表明A组优于B,C两组,差异具有统计学意义(P＜0.01),B组与C组差异无统计学意义(P＞0.05).免疫组化染色显示A组修复组织的细胞为透明软骨样细胞,柱状排列,Ⅱ型胶原染色阳性,与周围软骨及软骨下骨整合良好.结论:自体BMSCs与软骨细胞共培养,BMSCs能增强软骨细胞的增殖,促进软骨细胞基质合成,缩短软骨细胞培养时间和减少传代次数,可节省大量的软骨细胞,与DBM复合后能有效修复关节软骨缺损.     

聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯支架复合同种异体软骨细胞修复关节软骨缺损的实验研究

目的:探讨聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯(PHBV)三维多孔材料作为软骨组织工程支架的可行性及有效性.方法:采用"压片-热处理-粒子析出技术"制备PHBV多孔支架.体外分离培养软骨细胞后接种到PHBV支架体外培养4周,期间扫描电镜观察细胞在支架上的生长情况,然后与单纯PHBV支架同时植入兔膝关节软骨缺损区继续培养4、8、12周后取材,分别行大体、组织学、Ⅱ型胶原免疫组化观察.进行Wakitani评分,观察其体内修复关节缺损效果.结果:电镜观察示软骨细胞在支架上黏附、增殖良好并能分泌细胞外基质,组织学观察示PHBV支架浅层有新生软骨组织形成,于4周后开始形成透明软骨样结构且表面基本平整与宿主整合良好,组织学切片上可见类软骨形成并分泌甲苯胺蓝异染的软骨基质和软骨特异性Ⅱ型胶原. 结论:PHBV可以作为软骨组织工程支架材料,能够用于再生修复软骨的缺损.     

兔膝骨关节炎关节软骨细胞凋亡的实验研究——超微结构观察

目的 为探讨骨关节炎关节软骨退变的发生机理。方法 按照Hulth法建立兔膝关节炎模型实验组，12只实验兔随机分为2组，每组6只，自身健侧做实验对照组，分别为建模后2周组和4周组后取材，分别制作光镜电镜标本进行系统观察研究。结果 不同时期的骨关节炎关节软骨有程度不一的软骨细胞凋亡，以4周组最为显著，特别是在电镜下软骨细胞凋亡的形态学改变更具特征、更为典型。结论 (1)膝骨关节炎的关节软骨细胞退变时，软骨细胞数目的减少有软骨细胞凋亡的参与。(2)关节软骨退变的程度与软骨细胞数目的减少即与软骨细胞凋亡的程度有关。(3)形态学的特征性表现可作为判断软骨细胞是否发生凋亡的“金指标”。     

软骨调节素Ⅰ的研究现状和进展

软骨调节素(ChM)是一族新的软骨特异性蛋白,它的家族包括ChM-Ⅰ、ChM-Ⅱ、ChM-Ⅲ三种生物因子.ChM-Ⅰ具有刺激软骨细胞DNA和基质合成的作用,能够促进软骨细胞和体内软骨的快速生长,抑制血管生成作用,在软骨生长、软骨损伤修复及软骨、椎间盘退变中起到一定作用,同时在实体肿瘤的治疗中也展示了很好的应用前景,也有...     

不同力学环境对构建组织工程软骨影响的研究进展

因外伤或某些疾病如骨性关节炎、干燥性骨软骨炎都可导致软骨损伤、缺损,临床上十分常见.软骨自身是一种无血管组织,损伤后自行修复能力极为有限,传统的治疗方法有软骨下骨钻孔术、软骨移植、骨膜或软骨膜移植、软骨细胞移植等.小面积的软骨缺损一般行损伤软骨切除术或穿透性治疗,暴露下方的松质骨,使骨髓中的间充质干细胞向上迁移而修复缺损,这也只能在一定程度上缓解疼痛,且当软骨缺损直径大于4 mm时已很难修复.由于再生软骨的生物化学和机械性能不等同于正常软骨,容易退变和侵蚀,耐久性差,也不能取得满意临床效果[1].     

椎体终板软骨细胞凋亡与椎间盘退变的相关性研究

目的 探讨椎体软骨终板内软骨细胞凋亡和椎间盘退变之间的关系.方法 40只成年新西兰白兔,随机平均分为实验组和对照组.实验组采用阻断椎体软骨终板营养途径的方法制作椎间盘退变模型,对照组不做任何处理.术后4周和8周,每组各处死10只动物,切取软骨终板和相应的椎间盘组织.TUNEL法检测终板软骨细胞的凋亡数,免疫组织化学方法检测椎间盘内Ⅱ型胶原阳性细胞数,并对两组数据进行相关性分析.结果 实验组软骨终板内凋亡的软骨细胞在4周、8周时分别为9.9±O.88个/视野和12.4±0.71个/视野,较对照组明显增加,4周、8周组间比较差异有统计学意义(P＜0.05).相关分析显示,术后4周和8周终板软骨细胞凋亡与Ⅱ型胶原表达之间有高度的相关性,相关系数分别为0.86和0.82(均P＜0.05),表明椎体终板软骨细胞凋亡与椎间盘退变之间存在有高度的相关性.结论 阻断椎体软骨终板营养途径可导致椎间盘退变的发生,椎体终板软骨细胞凋亡增加可导致椎问盘内Ⅱ型胶原表达进一步减少.     

移植法修复关节软骨缺损的研究进展

关节软骨大部分由软骨基质构成，没有血管、淋巴管、神经，也缺乏细胞成分。密度低的软骨细胞高度分化，周围被软骨基质包围，几乎不能分裂，随着年龄的增加，分裂数目会减少。因此，关节软骨缺乏修复能力，关节软骨损伤后也不能用透明软骨修复。缺损后愈合情况主要取决于治疗^[1]。目前关节软骨损伤发病率高，修复又比较困难，是国内外骨科工作者历来所关注的一个重要研究课题。本文就移植法修复软骨缺损的研究进展做一综述。     

骨关节炎患者软骨细胞的体外培养技术

目的 探索骨关节炎患者软骨细胞的分离和培养技术.方法 用关节镜采集10位骨关节炎患者膝关节非负重部位退变部分软骨组织.以0.2%Ⅱ型胶原酶及0.25%胰蛋白酶联合消化分离关节软骨细胞,体外培养观察骨关节炎患者软骨细胞形态、生长以及增值情况.结果 Ⅱ型胶原酶胰蛋白酶联合消化软骨可成功分离软骨细胞,骨关节炎患者软骨细胞增殖缓慢,Ⅱ型胶原免疫组化和甲苯胺蓝异染反应均较弱.结论 Ⅱ型胶原酶胰蛋白酶联合消化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患者软骨退变的表现,可为骨关节炎的体外诊疗研究提供实验基础.     

髂骨来源的“双相”BMG结合软骨细胞修复兔关节软骨缺损的实验研究

目的:探讨应用髂骨来源的"双相"骨基质明胶(bone matrix gelatin,BMG)结合软骨细胞移植修复兔关节软骨缺损的有效性和可行性。方法:使用酶消化法体外分离培养并扩增兔肋软骨细胞;使用自体来源髂骨构建"双相"BMG支架材料;将软骨细胞种植与BMG支架材料上构建成为细胞-BMG复合物;将制作好的27只软骨缺损动物模型随机分为3组。将细胞-BMG复合物移植于软骨缺损模型进行修复治疗作为实验组。将BMG支架移植入软骨缺损模型作为材料组;空白对照组不做处理。分别在术后4周、8周和12周通过大体形态学(依据国际软骨修复协会评分量表)、病理组织学染色及免疫组织化学染色方法对各组修复效果进行评价。结果:番红O染色,甲苯胺蓝染色和Collagen II免疫组化染色分别提示术后12周时实验组的修复组织非常类似于正常关节软骨,组织表面与正常软骨组织平面几乎持平,材料组软骨缺损处得到了部分修复,而缺损组的修复效果较差。按照ICRS量表,大体形态学和病理组织学评分结果提示:术后12周实验组的修复效果与其他两组相比有明显统计学差异(P<0.05)。结论:自体髂骨来源的"双相"BMG结合软骨细胞在体内可形成具有一定结构功能的软骨组织,能够应用于再生修复软骨的缺损。     

uPA系统与OA关系及独活寄生汤治疗OA机制探讨

<正>骨性关节炎(osteoarthritis,OA)是一种退行性骨关节疾病,又称增生性关节炎、退行性关节炎或骨关节病,是在力学和生物学因素共同作用下导致软骨细胞、细胞外基质以及软骨下骨三者降解和合成正常耦联失衡的结果,并伴有不同程度的滑膜炎症[1],是影响人类健康常见的关节疾患之一,主要表现为关节软骨基质中的蛋白聚糖与胶原纤维网络降解,关节骨质增生及滑膜炎,使关节软骨结构破坏、弹性降低,骨的正常结构亦受到破坏,     

回医烙灸对大鼠腰椎间盘退变模型软骨基质的影响

目的:观察回医烙灸疗法对大鼠腰椎间盘退变模型软骨细胞外基质的影响。方法:将SD大鼠40只,随机分为正常对照组、假手术组、模型对照组和回医烙灸组,每组10只。采用针刺间盘方法制备大鼠腰椎间盘退变模型。回医烙灸组在造模4 w后,在腰椎局部行回医烙灸疗法,每周2次,每次20 min,干预6 w。正常对照组、假手术组和模型组不予干预。4组动物干预8 w后处死取材,采用分光光度法检测椎间盘蛋白多糖,II型胶原纤维、MMP-3、TIMP-1蛋白的表达采用免疫组化方法进行检测。结果:回医烙灸组蛋白多糖和II型胶原纤维阳性细胞数明显高于模型对照组(P0.05)。回医烙灸组间盘软骨组织MMP-3的阳性细胞数低于模型对照组(P0.05),软骨组织TIMP-1的阳性细胞数高于模型对照组(P0.05)。结论:回医烙灸疗法可以减少大鼠腰椎间盘退变模型软骨组织基质的降解,并可以调节软骨基质降解相关因子的表达,从而延缓腰椎间盘的退变。     

小鼠颅底软骨联合细胞的体外原代培养

目的 探讨小鼠颅底软骨联合细胞体外原代培养的方法并了解其基本生物学特征.方法 显微手术采集小鼠颅底蝶枕软骨联合组织;用胰蛋白酶和胶原酶联合消化软骨基质, 获取软骨细胞;用含血清的DMEM培养基进行原代和传代细胞培养;通过显微光学成像、生长曲线描记及免疫组织化学染色观测细胞形态、活力及II型胶原合成能力.结果 培养细胞在一定传代次数内稳定保持软骨细胞的典型形态和功能特征.结论 手术分离配合酶联合消化是小鼠颅底软骨联合细胞体外原代培养实验的一条可靠途径.     

兔骨髓基质干细胞与软骨细胞共培养体内成软骨的实验观察

目的:探讨骨髓基质干细胞(MSCs)与软骨细胞混和培养体内成软骨的可行性. 方法:分离、培养、扩传兔MSCs及软骨细胞,二者按一定比例混和(3∶ 1),以6.0×1010/L的细胞密度接种于PGA(聚羟基乙酸)支架作为共培养组,以相同密度的单纯MSCs和单纯软骨细胞分别接种以作为阴性与阳性对照. 将细胞-PGA材料复合物种植在成兔皮下,各标本于体内培养8 wk时取材,通过大体观察、组织学等方法对新生软骨进行初步评价. 结果:各组细胞与PGA支架的黏附良好. 混和培养组及阳性对照组(软骨细胞组)体内培养8 wk后均形成了成熟的软骨组织,并基本保持了复合物初始的大小和形状,两组新生软骨外观及组织学特征基本相同. 阴性对照组(单纯MSCs组)在体内培养过程中未形成软骨组织,而是形成了纤维结缔组织. 结论:软骨微环境在MSCs成软骨分化及体内软骨形成中具有重要作用,软骨细胞能有效地诱导MSCs向软骨细胞分化并促进MSCs体内软骨形成.