兔骨关节炎中基质金属蛋白酶-1、3与白细胞介素-1β表达及关节软骨细胞凋亡的研究

目的 观察骨关节炎(OA)中基质金属蛋白酶(MMP)-1、3与白细胞介素-1β(IL-1β)的表达及关节软骨细胞凋亡,探讨其在OA发病机制中的作用.方法 将20只中国大白兔随机分成正常组(A组)、实验组(B组),每组10只,A组未造模,B组采用Hulth法制成OA模型,4周后取胫骨平台关节软骨进行组织病理学检查,采用免疫组织化学和原位末端标记细胞凋亡检测法分别检测关节软骨和滑膜中的MMP-1、3、IL-1β及软骨细胞凋亡指数(AI)的水平.结果 组织病理学检查可见,B组关节软骨退变程度明显重于A组,符合OA关节软骨退变特征;通过检测MMP-1、3,IL-1β和AI,A组的结果分别是21.005±9.406、18.697±8.225、0.100±0.040和14.900±3.400,B组的结果分别是56.147±22.340、46.182±20.561、0.180±0.060和25.400 ±5.200;B组MMP-1、3和AI的水平均明显高于A组(P＜0.01),B组IL-1β水平高于A组(P＜0.05).结论 MMP-1、MMP-3、IL-1β的表达及关节软骨细胞凋亡在OA发病机制中作用重要,其异常升高与OA关节软骨退变和炎症反应密切相关.     

麻黄碱调控AMPK/NF-κB信号通路改善大鼠膝骨关节炎的实验研究

目的 探讨麻黄碱(Ephedrine)调控腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/核转录因子-κB(NF-κB)信号通路对大鼠膝骨关节炎(KOA)的影响。方法 建立KOA大鼠模型，将大鼠分为Sham组、KOA组、Ephedrine组(40.0 mg/kg)、Ephedrine(40.0 mg/kg)+Compound C组(0.2 mg/kg),药物分组干预后，分别检测大鼠膝关节宽度与疼痛阈值，番红O-固绿染色观察软骨组织病理变化并进行Mankin评分，ELISA法检测关节液TNF-α、IL-1β、COX-2水平，免疫组化检测软骨组织IL-1β、MMP-13蛋白表达，Western blot检测AMPK/NF-κB通路相关蛋白水平。结果 与Sham组比较，KOA组软骨组织损伤严重，膝关节宽度、Mankin评分、关节液TNF-α、IL-1β、COX-2水平及软骨组织IL-1β、MMP-13、p-NF-κB p65/NF-κB p65水平显著升高，疼痛阈值及软骨组织p-AMPK/AMPK水平显著降低(P<0.05);与KOA组比较，Ephedrine组软骨组织病理损伤减轻，膝关节宽度、Man...     

医用臭氧对膝骨关节炎兔软骨基质金属蛋白酶-1的影响

目的 探讨医用臭氧对膝骨关节炎兔软骨基质金属蛋白酶-1(MMP-1)的影响.方法 新西兰大白兔30只,体重2.2～2.8 kg,雌雄不拘,并以左膝关节作为对比,随机分为3组,每组10只,建立右膝骨关节炎(OA)模型,分别于造模成功后第3天和第5天向右膝关节腔内注入空气(A组)、40μg/L(B组)和80 μg/L(C组)医用臭氧3 ml.造模成功后第7天处死动物,取两膝关节,光镜下观察关节软骨一般形态,甲苯胺蓝染色行Mankin评分;免疫组化法检测软骨基质金属蛋白酶-1(MMP-1)的表达水平;分别于造模成功时和处死前即刻测定兔两膝关节活动度.结果 与左膝关节比较,各组造模成功时右膝关节活动度降低,软骨组织Mankin评分、软骨细胞MMP-1表达升高(P＜0.05);B组和C组处死前即刻右膝关节活动度较造模成功时升高(P＜0.05).与A组比较,B组软骨组织Mankin评分、软骨细胞MMp-1表达降低(P＜0.05);与B组比较,C组上述指标升高(P＜0.05).A组和C组软骨明显退变,程度重于B组.结论 关节腔内注射40 μg/L医用臭氧3ml治疗兔膝骨关节炎的机制可能与下调软骨MMP-1有关.     

传统中医药补肾固筋方对膝骨关节炎中IL-1、TNF-α 表达的影响

目的 研究补肾固筋方对膝骨性关节炎实验兔IL-1、TNF-α 水平的影响。方法 选用8月龄左右健康雄性新西兰大白兔36只,随机分成 4 组：A组(正常组),B组(模型组),C组(西药组)、D组(中药组);每组9只,适应性饲养1周后用Hulth法造模,观察2周无感染情况根据动物与人之间药物剂量的换算灌药,连续给药8周后,取右后肢膝关节软骨面及滑液制作标本。肉眼观察形态、色泽、硬度、关节液量等变化;David.T关节X线分度法;用HE染色法光镜下观察组织细胞的改变,采用酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)研究补肾固筋方对骨关节炎模型动物的关节液中IL-1、TNF-α的影响。结果 1 肉眼观察：C组和D组兔膝关节软骨外观呈蓝白色,滑膜炎性表现明显轻于B组。2 X线表现及HE染色光镜观察：B组与A组比较,B组膝关节内侧间隙明显变窄,关节面粗糙变形,明显有骨赘形成;光镜下B组存在软骨细胞成簇现象。C组与B组比较,D组膝关节内侧间隙变窄,关节面粗糙,关节边缘有轻微骨赘形成;光镜下软骨细胞增生显著,但成簇现象少。D组与B组比较,C组膝关节内侧间隙变窄,介于B组和D组之间;软骨表面不甚光滑。3 IL-1、TNF-α的含量测定：与A组比较,B组动物关节液IL-1、TNF-a的含量明显升高,有显著性差异(P<0.01);给药8周后,C组和D组动物滑膜液中IL-1、TNF-a的含量明显降低,与B组比较有明显差异(P<0.05),D组和C组之间无明显差异。结论 1 补肾固筋方增进软骨基质的合成,抑制软骨基质的降解,促进关节软骨的修复。2 补肾固筋方抑制关节液中IL-1、TNF-α的分泌,促进软骨的修复,延缓软骨的退变,抑制了滑膜炎症反应,提高机体免疫力。     

右归丸通过PI3K/Akt/mTOR信号通路对膝骨关节炎模型鼠软骨组织保护作用的研究

目的研究右归丸对膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)模型大鼠磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidyl inositol 3-kinase,PI3K)、蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,m TOR)信号通路的影响。方法采用改良Hulth法制备大鼠KOA模型,模型制备成功6周后用右归丸进行干预,灌胃2个月后取材。HE法观察各组大鼠软骨组织病理形态改变并进行Mankin评分,实时荧光定量PCR法检测各组大鼠软骨组织白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、基质金属蛋白酶-3(matrix metalloproteinase-3,MMP-3)和基质金属蛋白酶-13(matrix metalloproteinase-13,MMP-13)的表达变化,Western blot法检测各组大鼠软骨组织磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidyl inositol 3-kinase,PI3K)、磷酸化的蛋白激酶B(phosphorylated protein kinase B,pAkt)、磷酸化的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(phosphorylated mammalian target of rapamycin,pmTOR)和Beclin1的蛋白表达。结果与假手术组比较,模型组大鼠软骨组织Makin评分明显升高,软骨组织IL-1β、MMP-3和MMP-13的基因表达均明显升高,软骨组织PI3K、pAkt和pmTOR的蛋白表达均明显升高(P0. 01);而模型组大鼠软骨组织Beclin1的蛋白表达明显降低(P0. 01);模型组关节软骨边缘严重破坏,软骨细胞排列紊乱。与模型组相比,右归丸组大鼠软骨组织Makin评分明显降低,软骨组织IL-1β、MMP-3和MMP-13的基因表达均明显降低,软骨组织PI3K、pAkt和pmTOR的蛋白表达均明显降低,Beclin1的蛋白表达明显升高(P0. 05或P0. 01),其软骨结构趋于正常,软骨细胞分布偶见不均,关节软骨表面欠光滑。结论右归丸可能是通过抑制IL-1β、MMP-3、MMP-13、PI3K、p Akt、pmTOR的表达和增强Beclin1的表达来达到治疗KOA的目的。     

骨髓间充质干细胞对膝关节炎大鼠软骨损伤及KDM6A/SOX9信号通路的影响

目的 观察骨髓间充质干细胞对膝关节骨性关节炎大鼠的影响,并探讨其机制。方法 将40只SD大鼠随机分为正常对照组(Control)、膝关节骨性关节炎组(KOA)、骨髓间充质干细胞组(BMSCs),每组10只,剩余10只用于骨髓间充质干细胞的分离。处理4周后进行大鼠关节指数(AI)评分;HE染色观察软骨组织病理学变化;免疫组化检测软骨组织Col II、IL-6、MMP-3、MMP-13表达;ELISA法检测血清IL-6、TNF-α、MMP-3、MMP-13含量;qRT-PCR检测软骨组织Col II、Col I、TNF-α、IL-6、MMP-13、KDM6A、SOX9、Aggrecan mRNA表达;Western blot检测软骨组织KDM6A、SOX9、Aggrecan蛋白表达。结果 与Control组比较,KOA组大鼠AI评分、血清IL-6、TNF-α、MMP-3、MMP-13含量、软骨组织IL-6、MMP-3、MMP-13表达明显升高(P<0.05);Col II、KDM6A、Aggrecan、SOX9 mRNA和蛋白表达明显降低(P<0.05)。与KOA组比较,BMS...     

肌松Ⅱ号胶囊对兔膝骨性关节炎软骨细胞凋亡的影响

目的 研究肌松Ⅱ号胶囊对膝骨关节炎家兔NO及软骨细胞凋亡的影响.方法 应用关节制动的方法复制OA模型,12只造模成功的中国家兔,随机分为肌松组(A组)、对照组(B组).A组用肌松Ⅱ号胶囊和手法治疗,B组仅予以手法治疗.疗程为一月,用硝酸还原法检测关节滑液中NO的含量,用流式细胞仪检测软骨细胞的凋亡率.结果 A、B两组关节滑液中NO的含量分别(50.00±30.04)μmol·L-1和(83.30 16.20)μmol·L-1,软骨细胞的凋亡率分别为(38.18±13.49)%和(74.80±9.37)%.结论 肌松Ⅱ号胶囊能减少关节液NO的含量,抑制软骨细胞的凋亡,从而治疗膝骨性关节炎.     

小白菊内酯不同给药途径对兔膝骨关节炎的实验研究

目的 通过测定膝骨关节炎兔模型血清和关节液中TNF-α、IL-1β的含量,观察软骨的组织学改变,探讨小白菊内酯不同给药途径治疗骨关节炎的疗效与作用机制。方法 健康纯种新西兰兔40只,随机取8只作为正常组（A组）;其余的32只采用右后肢伸直位管型石膏固定法,建立OA模型。造模后随机分为4组：模型口服对照组（B组）、模型关节腔注射对照组（C）、小白菊内酯口服组（D组）、小白菊内酯关节腔注射组（E组）,每组8只。B组和D组兔分别予生理盐水、小白菊内酯灌胃,C组和E组兔分别予生理盐水、小白菊内酯关节腔注射,连续治疗6w后,测定各组兔治疗前后血清、膝关节液TNF-α、IL-1β表达水平。所有实验动物在8w处死,应用苏木素-伊红（HE）染色观察各组动物关节软骨的病理组织改变。结果 与模型组（B组、C组）比较,D组、E组关节液及血清中的TNF-α、IL-1β浓度均明显降低(P< 0.05),且E组降低幅度明显大于D组(P<0.05)。与A组比较,B组和C组病理显示有关节软骨破坏,病理积分升高（P<0.05）;D组、E组病理改变较B组、C组显示关节软骨有所修复,病理积分降低（P<0.05）。结论 小白菊内酯可减轻动物模型的关节炎症,其关节腔给药的抗炎疗效优于口服给药,抑制血清和关节腔TNF-α、IL-1β的分泌,可能是小白菊内酯治疗骨关节炎的机制之一。     

右归丸对膝骨性关节炎模型鼠基质金属蛋白酶及炎性因子表达的影响

目的观察右归丸对膝骨性关节炎大鼠血清基质金属蛋白酶和炎症因子含量的影响,探讨右归丸对膝骨性关节炎是否具有治疗作用。方法 SPF级SD大鼠60只,随机分为假手术组、模型组、右归丸低、中、高剂量组和硫酸氨基葡萄糖组,每组10只。采用改良Hulth法复制膝骨关节炎大鼠模型。造模6周后,假手术组和模型组灌服蒸馏水,其他4组灌服相应的药物,干预8周后,HE染色法观察大鼠膝关节软骨的形态变化及Mankin评分,ELISA法检测大鼠血清中MMP-1、MMP-3、MMP-13、TIMP-1、IL-1β、IL-6和TNF-α的含量。结果与假手术组比较,模型组大鼠关节软骨Mankin评分显著升高,血清MMP-1、MMP-3、MMP-13、IL-1β、IL-6、TNF-α含量升高(均P0.05);而其血清TIMP-1含量降低,差异有统计学意义(均P0.05)。与模型组比较,右归丸高剂量组和硫酸氨基葡萄糖组Mankin评分降低,同时,右归丸高剂量组和硫酸氨基葡萄糖组大鼠血清MMP-1、MMP-3、MMP-13、L-1β、IL-6、TNF-α含量均下降(均P0.05);而其TIMP-1升高,差异有统计学意义(P0.05)。结论右归丸可能是通过抑制基质金属蛋白酶活性和炎症因子含量表达来延缓KOA软骨的退变。     

膝关节骨性关节炎患者关节液中TNF-α与NO的检测

目的探讨膝关节骨性关节炎(knee osteoarthritis,KOA)患者关节液中TNF-α和NO水平与骨关节炎的病变严重程度的关系。方法59例单侧KOA患者,分为早、中、晚期三组(18,31,10例),分别检测其关节液中TNF-α、NO水平,同时以健康志愿者12例为对照。结果KOA患者关节液中TNF-α及NO含量高于对照组(P<0.01);随着疾病的加重,KOA患者关节液中TNF-α及NO含量明显增高(P<0.01);关节液中TNF-α和NO的浓度存在线性相关,相关系数为0.56(P<0.05)。结论TNF-α及NO的含量在KOA患者关节液中均升高,并与KOA的病变程度密切相关,可能成为临床早期诊断和疗效判定的指标。     

降钙素在体内体外实验中对兔关节炎关节软骨退变及软骨下骨骨代谢的影响

[目的]研究降钙素(calcitonin, CT)对骨性关节炎关节软骨退变和软骨下骨骨代谢的影响.[方法]30只3个月龄雌性日本大耳白兔随机分为三组,其中两组行右膝关节前交叉韧带切断术(anterior cruciate ligament transaction,ACLT),分为ACLT+CT组和ACLT+NS组,第3组为Sham组.ACLT+CT给予每日1次皮下注射降钙素5 IU/(kg·d),持续8周,ACLT+NS组给予同样剂量生理盐水.术后8周后处死所有动物.取股骨髁制成切片行MMP-13和Ⅱ型胶原免疫组化染色.取胫骨近端制成硬组织切片行骨形态计量学检测.体外实验中,取兔膝关节软骨,经消化、培养,将第3代软骨细胞分三组:向IL-1β组加入人重组IL-1β(10 ng/ml). IL-1β+CT组加入人重组IL-1β (10 ng/ml)2 d后,再向培养液中加入CT(50 ng/ml).正常组不加任何诱导剂和干扰剂培养.然后行MMP-13、Ⅱ型胶原免疫组化检测和Realtime RT-PCR法检测.[结果]Sham组和ACLT+CT组软骨下骨骨小梁相对体积和厚度等均显著高于ACLT+NS组.Sham组和ACLT+CT组的Ⅱ型胶原的光密度值均显著高于ACLT+NS组,而MMP-13的光密度值显著低于ACLT+NS组(P<0.05).正常组和IL-1β+CT组的Ⅱ型胶原光密度值均显著高于IL-1β组而MMP-13的光密度值都显著低于IL-1β组(P<0.05).在正常组和IL-1β+CT组中Ⅱ型胶原的mRNA含量均显著高于IL-1β组而MMP-13的mRNA含量均显著低于IL-1β组(P<0.05).[结论]降钙素5 IU/(kg·d)皮下注射能够增加ACLT兔膝关节软骨Ⅱ型胶原的分泌和抑制MMP-13的表达,并可能通过调节软骨下骨的骨代谢和微结构来保护关节软骨; CT(50 ng/ml)能增加体外培养的含有IL-1β(10 ng/ml)的软骨细胞中Ⅱ型胶原的含量和抑制MMP-13分泌.     

补肾活血中药对膝骨性关节炎家兔血清、滑膜及关节软骨一氧化氮水平的影响

目的探讨补肾活血中药对膝骨性关节炎家兔血清、关节软骨及滑膜一氧化氮(NO)水平的影响.方法 48只6～10个月龄新西兰大白兔,雌雄各半,随机分为正常组(18只),空白对照组(18只),中药组(12只).采用Hulth造模法建立OA模型.造模6周后分别给正常组和空白对照组、中药组每日灌服生理盐水、中药煎剂.分别于造模后6周、8周、12周测定各组血清、关节软骨及滑膜NO水平.结果空白对照组血清、关节软骨及滑膜NO水平均高于正常组,以关节软骨最为显著,而在灌服中药煎剂后,上述各项指标均有明显下降,与空白对照组比较有显著性差异(P＜0.05).结论补肾活血中药能够降低血清、关节软骨及滑膜NO水平,延缓OA的组织学改变进程,抑制本病的发生发展.     

The inducible production of nitric oxide by articular cell types

Nitric oxide (NO) may play a role in tissue remodeling associated with arthritis. The articular cell sources of human inducible NO synthesis, however, have not been defined. This study demonstrates that human articular chondrocytes in primary or organ culture, but not synovial fibroblasts, produce NO in response to catabolic cytokines such as interleukin-1 (IL-1). As measured by the accumulation of NO2- in culture medium, NO production by IL-1-stimulated chondrocytes was inhibited by the NO synthase inhibitor Ng-monomethyl-L-arginine (NMA) and dependent on the presence of exogenous L-arginine. Other inflammatory cytokines such as tumor necrosis factor, but not transforming growth factor-beta, induced chondrocyte NO synthesis. The stimulation of NO synthesis required both RNA and protein synthesis. Chondrocytes isolated from cartilage derived from osteoarthritic patients also produced large amounts of NO in response to IL-1. In beginning to define potential effects of NO on chondrocyte function, it is shown that IL-1 induced an increase in cyclic guanosine monophosphate (cGMP) which was inhibited by NMA. In summary, these results demonstrate that cytokine-induced production of NO is a response of human articular chondrocytes but not of synovial fibroblasts. A potential role of NO in cytokine-induced tissue remodeling in the joint is provided by the induction of cGMP.     

Reactive nitrogen and oxygen species in interleukin-1-mediated DNA damage associated with osteoarthritis

OBJECTIVE: Osteoarthritis (OA) is associated with increased levels of reactive nitrogen and oxygen species and pro-inflammatory cytokines, such as interleukin-1 (IL-1). Nitric oxide (NO) can mediate a number of the catabolic effects of IL-1 in articular cartilage. The aims of this study were to determine if OA cartilage shows evidence of DNA damage, and if IL-1 could induce DNA damage in non-OA cartilage by increasing NO or superoxide. METHODS: Articular chondrocytes were isolated from porcine femoral condyles and embedded in 1.2% alginate. The effects of 24h incubation with IL-1, the nitric oxide synthase 2 (NOS2)-selective inhibitor, the free radical scavenger superoxide dismutase (SOD), the NO donor NOC18, or the combined NO and peroxynitrite donor SIN-1 on DNA damage were tested, using the "comet" assay. NO production was measured using the Griess assay. The type of oxidative damage present was assessed using a modified comet assay. RESULTS: OA cartilage had significantly more DNA damage than non-OA cartilage (P<0.001). IL-1 caused an increase in DNA damage (P<0.01), which was associated with increased NO production (P<0.01). Both oxidative DNA strand breaks and base modifications of purines and pyrimidines were observed. IL-1-induced DNA damage was inhibited by an NOS2 inhibitor or by SOD (P<0.01). Furthermore, NOC18 or SIN-1 caused DNA damage (P<0.001). CONCLUSION: Our work shows chondrocytes in osteoarthritic cartilage exhibit DNA damage, and that IL-1 induces DNA damage and reactive oxygen and nitrogen species in non-OA chondrocytes in alginate.     

Changes in the production and the effect of nitric oxide with aging in articular cartilage: An experimental study in rabbits

We studied the production and the effect of nitric oxide (NO) in articular cartilage from rabbits of various ages. 40 New Zealand white rabbits in 4 age groups (1 month, 6 months, 1 year, and 3 years of age with 10 rabbits in each group) were used. Basal and induced levels of NO were lower in cultured chondrocytes from older rabbits. Exogenous NO administration suppressed the proliferative activity of chondrocytes to a greater degree in younger rabbits. Immunohistochemistry showed that older rabbits had fewer eNOS positive chondrocytes. Our findings imply that the age-related change in NO in articular cartilage does not have a relevance to increased NO production in osteoarthrosis.     

Changes in the production and the effect of nitric oxide with aging in articular cartilage: an experimental study in rabbits

We studied the production and the effect of nitric oxide (NO) in articular cartilage from rabbits of various ages. 40 New Zealand white rabbits in 4 age groups (1 month, 6 months, 1 year, and 3 years of age with 10 rabbits in each group) were used. Basal and induced levels of NO were lower in cultured chondrocytes from older rabbits. Exogenous NO administration suppressed the proliferative activity of chondrocytes to a greater degree in younger rabbits. Immunohistochemistry showed that older rabbits had fewer eNOS positive chondrocytes. Our findings imply that the age-related change in NO in articular cartilage does not have a relevance to increased NO production in osteoarthrosis.     

Ⅱ型胶原海绵修复兔膝关节软骨缺损的组织学观察

目的:观察Ⅱ型胶原海绵修复兔膝关节软骨缺损的组织学变化。方法:将28只成年雄性新西兰兔制作膝关节缺损模型并随机分成2组,A组在缺损局部植入Ⅱ型胶原海绵,B组不植入以作对照。手术后2、4、6、8、10、12周分别作HE、Safranin O染色及S-100蛋白检测。结果:(1)HE染色显示A组2周后即出现新生软骨细胞,12周后新生软骨组织完全填满缺损区并与周围组织整合,而B组直至术后第12周仍由纤维组织所填充;(2)S-100蛋白免疫组化检测结果显示A组新生软骨细胞具有正常兔软骨细胞的表型;(3)Safranin O染色结果显示A组新生软骨细胞具有分泌软骨基质的功能。结论:Ⅱ型胶原具有较强的诱导软骨细胞生长的能力,其诱导生长的新生软骨具有正常透明软骨的表型和功能。     

MR T2 mapping成像评估止痛健骨方治疗膝骨性关节炎关节软骨损伤疗效的实验研究

目的探讨MR T2mapping成像评价止痛健骨方治疗骨性关节炎软骨损伤疗效的价值。方法采用木瓜蛋白酶关节腔注射法制作新西兰大白兔膝骨关节炎模型,根据治疗方法不同将48只新西兰大白兔随机分为正常对照组、模型对照组、盐酸氨基葡萄糖治疗组、止痛健骨方治疗组。各组治疗4周后行膝关节MR T2mapping成像并对关节软骨基质金属蛋白酶1(MMP-1)含量进行免疫组化分析。比较各组间关节软骨T2值及关节软骨MMP-1含量的差异,并分析不同干预方法、关节软骨MMP-1含量与关节软骨T2值的相关性。结果模型对照组关节软骨T2值高于其他3组(P均0.01),其他3组间关节软骨T2值差异无统计学意义。盐酸氨基葡萄糖治疗模型组、止痛健骨方治疗模型组间关节软骨MMP-1含量差异无统计学意义,但2组关节软骨的MMP-1含量低于模型对照组(P均0.05)、高于正常对照组(P均0.05)。关节软骨MMP-1含量与T2值间为非线性关系,随着前者的升高,后者先缓慢上升再快速上升(P0.05)。结论 MR T2mapping成像有助于评价止痛健骨方治疗模型兔骨关节炎软骨损伤的疗效,关节软骨MMP-1含量与T2值间可能为非线性关系。