机械应力促进炎性环境中软骨修复的机制研究

作者：姚旺祥; 戴晗豪; 桂鉴超^*

来源：浙江大学学报(医学版), 2019, 48(05): 517-525.

• 骨关节炎/病理学
• 压力
• 软骨细胞
• 白细胞介素1β
• 基质金属蛋白酶13
• 丝裂原激活蛋白激酶类
• 细胞,培养的
• 疾病模型,动物

目的:探索在炎性环境中施加机械应力对软骨修复的影响及机制。方法:提取骨关节炎(OA)患者膝关节软骨中的软骨前体细胞(CPC),培养扩增后在海藻酸构建的支架上三维培养,在IL-1β塑造的炎症环境中施加周期性静水压(IHP),蛋白免疫印迹法检测MAPK信号通路的变化,CCK-8法检测细胞增殖,实时荧光定量PCR检测基质金属蛋白酶13(MMP-13)和解聚素与金属蛋白酶5(ADAMTS-5)基因表达的变化。切断大鼠的前交叉韧带构建膝关节OA模型,通过外固定支架牵开关节腔构建合适的机械应力,观察关节牵引能否促进软骨的修复及其机制。结果:0.01 ng/mL IL-1β可以抑制CPC增殖,施加IHP后可以减少MAPK信号通路蛋白的表达,减少MMP-13、ADAMTS-5基因表达,促进炎性环境下的CPC增殖。切断前交叉韧带4周后,膝关节OA模型成功构建。OA大鼠经关节牵引后软骨的Mankin评分更低(P<0.01),软骨修复较对照组更佳。软骨标本的免疫组织化学染色发现关节牵引可减少P-p38、MMP-13及X型胶原的表达,减少细胞凋亡,促进OA软骨的修复。结论:机械应力可以通过抑制MAPK信号通路,促进CPC增殖,减少基质降解酶表达,促进OA软骨修复。

• 单位
  杭州市第一人民医院; 南京医科大学