周期性张应力与软骨细胞基质金属蛋白酶的表达

背景：课题组前期研究证实,在关节软骨缺损及骨性关节炎的动物模型中,软骨细胞可过度表达基质金属蛋白酶,各种异常刺激均可能打破基质金属蛋白酶与金属蛋白酶组织抑制因子间平衡,从而导致关节软骨细胞外基质退变,软骨细胞功能下降和失调。目的：观察兔关节软骨缺损修复过程中周期性张应力对软骨细胞基质金属蛋白酶表达的影响。方法：建立兔单侧膝关节软骨缺损模型,术后10周分离软骨细胞体外培养,非手术侧软骨细胞为正常组,术侧软骨细胞随机分为高应力组、低应力组及对照组,加载幅度为sin00％,0．1,1．0,OHz的周期性张应力,于24h、48h、1周、2周和4周后RT-PCR测定各组基质金属蛋白酶2,3,9,13的表达。结果与结论：加载周期性张应力24h后,正常组及对照组间的基质金属蛋白酶2,3,9,13的表达差异有显著性意义（P《O．05）;加载周期性张应力1周、2周及4周后高应力组和低压力组间差异有显著性意义（P〈0．05）;同时发现,低应力组中基质金属蛋白酶2,3,9,13的表达持续下降,加载周期性张应力24h与4周之间的差异有显著性意义（P〈0．05）。可见力学载荷可影响兔关节软骨缺损修复过程中基质金属蛋白酶的表达,在细胞分子水平上,关节软骨缺损病理的发生发展与应力相互影响。     

基质金属蛋白酶和胶原在创伤关节软骨组织中的表达

背景：研究发现,基质金属蛋白酶和胶原参与关节软骨组织机体生理重建及病理破坏。目的：观察膝关节骨软骨缺损及表面软骨缺损动物模型关节软骨组织中胶原及基质金属蛋白酶的表达变化。方法：雌性SD大鼠48只随机分为3组：骨软骨缺损组在双膝关节制作骨软骨缺损模型,表面缺损组在双膝关节制作表面软骨缺损,对照组双膝关节制作关节囊切开。分别于术后4、8、12周取股骨髁标本,行苏木精-伊红染色,免疫组化检测Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、基质金属蛋白酶3的表达。结果与结论：骨软骨缺损组术后4周缺损中有少量新生组织生成,8及12周可见到纤维组织填充,修复组织细胞外基质Ⅰ型胶原免疫组化染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阴性,关节软骨组织中基质金属蛋白酶3表达增高。表面缺损组表面软骨缺损4及8周未见修复迹象,12周可见微量纤维组织填充,细胞外基质Ⅰ型胶原免疫组化染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阴性,术后表面缺损组关节软骨组织基质金属蛋白酶3表达增高。对照组关节软骨组织Ⅰ型胶原免疫组化染色阴性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性,基质金属蛋白酶3低表达,无形态学异常改变。说明机械性损伤可以导致关节软骨细胞外基质成分发生改变,丧失其原有的生物学特性而退变,基质金属蛋白酶3在损伤后的软骨组织中表达增高,使细胞外基质的降解增加,是导致关节软骨退变的重要因素。     

基质金属蛋白酶和胶原在创伤关节软骨组织中的表达

背景:研究发现,基质金属蛋白酶和胶原参与关节软骨组织机体生理重建及病理破坏.目的:观察膝关节骨软骨缺损及表面软骨缺损动物模型关节软骨组织中胶原及基质金属蛋白酶的表达变化.方法:雌性SD大鼠48只随机分为3组:骨软骨缺损组在双膝关节制作骨软骨缺损模型,表面缺损组在双膝关节制作表面软骨缺损,对照组双膝关节制作关节囊切开.分别于术后4、8、12周取股骨髁标本,行苏木精-伊红染色,免疫组化检测Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、基质金属蛋白酶3的表达.结果与结论:骨软骨缺损组术后4周缺损中有少量新生组织生成,8及12周可见到纤维组织填充,修复组织细胞外基质Ⅰ型胶原免疫组化染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阴性,关节软骨组织中基质金属蛋白酶3表达增高.表面缺损组表面软骨缺损4及8周未见修复迹象,12周可见微量纤维组织填充,细胞外基质Ⅰ型胶原免疫组化染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阴性,术后表面缺损组关节软骨组织基质金属蛋白酶3表达增高.对照组关节软骨组织Ⅰ型胶原免疫组化染色阴性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性,基质金属蛋白酶3低表达,无形态学异常改变.说明机械性损伤可以导致关节软骨细胞外基质成分发生改变,丧失其原有的生物学特性而退变,基质金属蛋白酶3在损伤后的软骨组织中表达增高,使细胞外基质的降解增加,是导致关节软骨退变的重要因素.     

应力环境组织培养法保存的人骨软骨移植物中胶原和基质金属蛋白酶组织抑制剂3

背景：应力可以对体内外软骨组织或软骨细胞产生多种影响。目的：观察应力环境对普通组织培养基体外保存的骨软骨移植物保存质量的影响。方法：将正常人的骨软骨移植物分成3组：对照组即新鲜移植物,普通组移植物采用普通组织培养法保存,应力组用摇床作为动态加载装置对普通组织培养法保存的骨软骨移植物进行持续周期性应力加载。结果与结论：储存移植物2周时,Western blot法和透射电镜观察显示,与静态环境下保存相比,动态加载环境使关节软骨细胞外基质中基质金属蛋白酶组织抑制剂3的表达明显提高（P〈0.01）,能更好地保护基质中胶原成分的超微结构。结果证实,应力环境有利于保存人同种异体移植物软骨细胞和胶原的超微结构,动态非接触加载可提供一种更好的库存人同种异体骨软骨移植物的方法。     

应力环境组织培养法保存的人骨软骨移植物中胶原和基质金属蛋白酶组织抑制剂3

背景:应力可以对体内外软骨组织或软骨细胞产生多种影响。目的:观察应力环境对普通组织培养基体外保存的骨软骨移植物保存质量的影响。方法:将正常人的骨软骨移植物分成3组:对照组即新鲜移植物,普通组移植物采用普通组织培养法保存,应力组用摇床作为动态加载装置对普通组织培养法保存的骨软骨移植物进行持续周期性应力加载。结果与结论:储存移植物2周时,Western blot法和透射电镜观察显示,与静态环境下保存相比,动态加载环境使关节软骨细胞外基质中基质金属蛋白酶组织抑制剂3的表达明显提高(P<0.01),能更好地保护基质中胶原成分的超微结构。结果证实,应力环境有利于保存人同种异体移植物软骨细胞和胶原的超微结构,动态非接触加载可提供一种更好的库存人同种异体骨软骨移植物的方法。     

维药买朱尼对骨关节炎大鼠模型关节软骨中基质金属蛋白酶1和基质金属蛋白酶抑制剂1的影响

背景:骨关节炎患者关节软骨的损害与基质金属蛋白酶1和基质金属蛋白酶抑制剂失平衡有关.目的:观察基质金属蛋白酶1、基质金属蛋白酶抑制剂1在关节软骨中的表达及维药买朱尼对其影响.方法:将20只SD大鼠采用改良Hulth造模法建立大鼠膝骨关节炎模型,按随机数字表法随机等分为买朱尼组和模型组,建模第2周开始分别灌胃维药买朱尼和生理盐水,连续4周.结果与结论:相比于模型组,买朱尼组大鼠膝关节软骨退变程度减轻,软骨大体评分及Mankin评分降低(P < 0.05),且膝关节软骨细胞中基质金属蛋白酶1的表达降低,基质金属蛋白酶抑制剂1的表达增加(P < 0.05).说明维药买朱尼可以通过下调基质金属蛋白酶1的表达水平、上调抑制剂的表达水平,对软骨产生保护作用.     

体外冲击波治疗兔膝骨关节炎：白细胞介素1β及基质金属蛋白酶13的表达

背景：白细胞介素1β和基质金属蛋白13能促进软骨细胞的分解代谢,抑制软骨细胞的合成修复能力,引起细胞外基质的降解,在骨关节炎的发生中有十分重要的作用。 目的：观察体外冲击波对兔膝骨关节炎软骨细胞中白细胞介素1β和基质金属蛋白酶13表达的影响。 方法：将30只新西兰兔随机分为治疗组、模型组、对照组,每组10只。治疗组和模型组均采用改良伸直位固定6周,制备兔膝骨关节炎模型。治疗组造模后给予体外冲击波治疗1次,能流密度0.1 mJ/mm2,冲击次数1000次。对照组不作任何处理。各组兔于治疗后4周处死,取膝关节液和关节软骨。苏木精-伊红染色和甲苯胺蓝染色法检测各组膝关节病理学形态改变,采用酶联免疫吸附法测定关节液白细胞介素1β水平,免疫组化法检测白细胞介素1β和基质金属蛋白酶13的表达。 结果与结论：治疗组和模型组关节液白细胞介素1β水平较对照组明显增高（P 〈0.01）,治疗结束后治疗组关节液白细胞介素1β水平较模型组下降（P 〈0.05）。治疗组和模型组软骨组织Mankin评分较对照组明显增高（P〈0.01）,治疗结束后治疗组软骨组织Mankin评分较模型组下降（P〈0.05）。治疗组和模型组软骨细胞白细胞介素1β和基质金属蛋白酶13阳性表达率较对照组明显增高（P〈0.01）,治疗结束后治疗组软骨细胞白细胞介素1β和基质金属蛋白酶13阳性表达率较模型组下降（P〈0.05）。结果可见体外冲击波能下调膝骨关节炎软骨细胞白细胞介素1β和基质金属蛋白酶13的表达,促进Ⅱ型胶原和蛋白聚糖的合成,从而对膝骨关节炎起防治作用。     

四环素对兔膝骨关节炎负重模型软骨基质金属蛋白酶1表达的影响

目的:观察四环素对兔膝骨关节炎负重模型软骨基质金属蛋白酶1表达的影响,探讨其对骨关节炎防治的有效性及其机制。方法:实验于2005-03/05在武汉科技大学医学院药理实验室进行。①分组处理:18只日本大耳白随机分为假手术组,模型组和给药组各6只。模型组和给药组将兔右侧膝关节前交叉韧带切断造成关节不稳定后,以石膏将左后腿固定于腹部,右后腿负重锻炼造成负重损伤,给药组每日给予四环素(35～40mg/kg)灌胃,其他2组给予等量生理盐水。②观察指标:4周后通过大体形态观察了解股骨内髁关节面的病理改变;苏木精-伊红染色观察软骨细胞形态,甲苯胺蓝染色结果观察蛋白多糖和胶原等基质含量;并检测软骨基质金属蛋白酶1水平。结果:18只兔进入结果分析。①大体观察结果:模型组出现软骨的退变,给药组较模型组关节退变为轻(P<0.05)。②关节软骨细胞形态和基质变化:模型组出现软骨表层缺损,表中层细胞明显减少,甲苯胺蓝染色明显减退;给药组仅见表层软骨细胞减少甲苯胺蓝染色较模型组深。③软骨基质金属蛋白酶1水平:假手术组呈阴性表达,给药组阳性表达率低于模型组[(63±6)%,(82±4)%,P<0.01]。结论:四环素可减轻兔膝骨关节炎负重模型的关节退行变性,减少软骨破坏和软骨基质丢失,其作用可能与四环素控制软骨基质金属蛋白酶1表达增高有关。     

创伤性关节炎软骨中基质金属蛋白酶13及组织特异性抑制剂1的表达

背景：关节软骨损伤后继发性退变机制仍不十分清楚。近年研究发现关节软骨细胞外基质合成与降解失衡是造成软骨变性的重要原因之一,其中基质金属蛋白酶可能起决定性的作用。目的：观察基质金属蛋白酶13及其组织特异性抑制剂1在创伤性关节炎中的表达及与软骨退变的关系。方法：将新西兰兔分别用骨水泥制作的模具从1.33kg,46cm高度和0.43kg,20cm高度进行自由落体撞击制备轻型和重型撞击创伤性关节炎兔模型。结果与结论：苏木精-伊红染色和免疫组织化学染色结果显示,基质金属蛋白酶13和组织特异性抑制剂1在两组均增高（P〈0.05）。组织特异性抑制剂1在重型撞击创伤性关节炎模型兔软骨组织中的分泌明显高于轻型撞击组（P〈0.05）。说明关节软骨在创伤后,基质金属蛋白酶13及组织特异性抑制剂1表达上调,共同作用促进了关节软骨退变,其中组织特异性抑制剂1的过量表达可能是造成关节软骨进一步损害的原因之一。     

胶原/羟基磷灰石一体化支架修复关节软骨缺损的机制研究

目的观察新型胶原/羟基磷灰石一体化修复支架材料修复创伤性软骨缺损的生物机制及可行性。方法45 只新西兰兔随机分为3 组,实验组和对照组制作全层关节软骨缺损动物模型并在实验组植入新型生物支架材料,正常组不予处理。术后1、2、4 周分别处死动物,Wakitani 法对修复组织进行组织形态学评分,RT-PCR 测定关节滑膜中基质金属蛋白酶(MMPs)-2、3、9 和13 mRNA 含量及纯度。结果术后2 周实验组修复组织主要为透明软骨,对照组无明显修复组织,Wakitani 评分两组间有非常显著性差异(P<0.01)。RT-PCR 显示实验组MMP-2、3 和9 的活化降低(P<0.05),而MMP-13 在修复过程中持续表达(P>0.05)。结论新型生物支架材料通过抑制MMPs 表达水平来减轻炎症反应和保护软骨,在动物体内可促进关节软骨缺损的修复。