兔膝骨關節(jié)炎X線影像學動態(tài)分析及軟骨細胞傳代后膜電位的變化.pdf

1、膝骨關節(jié)炎（Osteoarthritis，OA）是一種以關節(jié)軟骨退變、滑膜炎、關節(jié)肌肉的萎縮和軟骨下骨重塑等為特征的慢性關節(jié)疾病。盡管臨床醫(yī)生一直致力于改進骨關節(jié)炎的治療方法，但因發(fā)病機理不清且不易早期診斷，治療效果仍然欠佳。近年來，影像學檢查在OA的診斷、疾病進展和治療等方面起到了重要的作用。常規(guī)X線攝影檢查是簡便、花費少、廣泛應用的無創(chuàng)性影像學檢查方法，它能夠檢測到與OA相關的特征，比如軟骨下骨硬化、骨贅、囊腫和關節(jié)間隙狹窄等變化。

2、如能從X線片的表現確定OA的分期，將對OA的早期診斷起到很大的幫助。
　　軟骨細胞作為軟骨的唯一細胞成分，其生物學變化和OA的發(fā)生發(fā)展密切相關。雖然是非興奮性細胞，大量實驗證實軟骨細胞膜具有膜電位（RMP），軟骨細胞的體積、增殖、分化和代謝等功能對細胞內外離子濃度變化很敏感，細胞膜電位控制著通過膜離子通道進出的各種離子的流動，因此闡明膜電位的變化及其分子機制對于深入了解OA的發(fā)病機制具有重要意義。OA的電生理研究中需要大量的軟骨細

3、胞，軟骨細胞來源有限，而且是高度分化的細胞，體外培養(yǎng)容易去分化，一般認為培養(yǎng)的前3~5代細胞可以維持軟骨細胞生物學特性。尚未有文獻報道正常細胞和OA細胞傳代后軟骨細胞電生理特性如何變化，尤其是軟骨細胞最基本的電生理參數—RMP在傳代過程中的變化。
　　我們采用Hulth法建立兔雙膝OA模型，應用X線攝影技術對術前及術后的動物進行動態(tài)檢查，觀察了對照組和 OA組 X線片中不同表現，試圖從X線片表現確定兔OA的分期。采用qRT-PCR

4、技術，觀察了對照組和OA組4代軟骨細胞（P1～ P4）相關特征分子基因mRNA表達的改變；同時采用膜片鉗技術，測定4代細胞的RMP。
　　第一部分兔膝骨關節(jié)炎X線影像學動態(tài)分析
　　目的：研究對照組及OA組兔術后不同時期的影像學表現。
　　方法：應用Hulth法建立兔雙膝OA模型，在術前至術后第12周的時間內，每隔2周應用數字化X線攝影技術（DR）對其進行形態(tài)學檢查，通過觀察膝關節(jié)的影像資料，并依據關節(jié)間隙比值、關節(jié)間

5、隙角、骨贅的總個數等指標對其進行分析。
　　結果：正位片可見，在12周時間內，對照組兔膝關節(jié)無異常表現。與術前相比，術后2周及術后4周的OA組兔膝關節(jié)無明顯異常改變；術后6周，膝關節(jié)內側緣唇狀骨贅，關節(jié)間隙狹窄，以內側為著，部分關節(jié)面出現骨質硬化；術后8周和術后10周骨贅數量增多，關節(jié)間隙狹窄和關節(jié)面硬化逐漸嚴重；術后12周，膝關節(jié)內側出現較大骨贅，關節(jié)間隙明顯狹窄，部分關節(jié)面骨質顯著硬化。側位片對照組及OA組均未見異常。與術前相

6、比，OA組動物從術后第6周開始，膝關節(jié)間隙比值減小，膝關節(jié)關節(jié)間隙角增大，骨贅總個數也隨著術后時間的延長而明顯增加。
　　結論：從X線片觀察，Hulth模型兔6周之前處于OA的早期階段，6周之后進入OA的中晚期階段。
　　第二部分骨關節(jié)炎兔軟骨細胞傳代后膜電位的變化
　　目的：觀察正常和骨關節(jié)炎（ OA）兔軟骨細胞傳代后靜息膜電位（RMP）的變化。
　　方法：采用經典Hulth法，制作兔雙腿OA模型。手術后12周

7、，體外酶解分離膝關節(jié)軟骨細胞，并傳代培養(yǎng)。采用 qRT-PCR技術，觀察了對照組和OA組4代軟骨細胞（P1~P4）相關特征分子基因mRNA表達的改變；同時采用膜片鉗技術，測定4代細胞的RMP。
　　結果：對照組和OA組的P1~P3代細胞相似，呈卵圓形或多角形， P4代細胞以成纖維細胞樣的梭形為主。分別與同組的P1代細胞相比，兩組動物的 P2~ P4代軟骨細胞的 II型膠原（COL2A1）和聚集蛋白聚糖（ACAN）的mRNA表達逐漸

8、減少，而I型膠原（COL1A1）表達逐漸增多。與對照組P1代細胞相比，OA組P1代細胞COL2A1和ACAN的mRNA表達減少，軟骨細胞 RMP值明顯降低。分別與各組的 P1代細胞相比，對照組P4代細胞RMP數值減少，而OA組P4代細胞RMP數值增加。
　　結論：正常和 OA軟骨細胞傳代后均會發(fā)生去分化現象，RMP可以作為描述去分化的指標，正常和OA軟骨細胞培養(yǎng)前3代可以保持各自的生物學特性，適合軟骨組織再生修復及OA疾病研究使用