機(jī)械壓力和維拉帕米對(duì)骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞表達(dá)MCP-1和MMP-1、-3、-13的影響.pdf

1、骨關(guān)節(jié)炎是一種常見(jiàn)于老年人的關(guān)節(jié)退行性疾病，通常會(huì)引起關(guān)節(jié)疼痛和畸形，最終可導(dǎo)致慢性殘疾，隨著世界人口的老齡化，骨關(guān)節(jié)炎正迅速成為主要醫(yī)療和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。其病理學(xué)特征主要為關(guān)節(jié)軟骨的侵蝕，骨贅形成，軟骨下骨硬化，以及滑膜和關(guān)節(jié)腔的一系列生化和形態(tài)學(xué)改變。目前尚沒(méi)有能有效控制及延緩骨關(guān)節(jié)炎病情進(jìn)展的治療措施，明確其病因及發(fā)病機(jī)制可為骨關(guān)節(jié)炎的臨床治療提供科學(xué)依據(jù)。
　　 一、研究目的:
　　 通過(guò)將骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞接種至瓊脂糖

2、凝膠中，構(gòu)建軟骨細(xì)胞-瓊脂糖凝膠模型，研究靜態(tài)機(jī)械壓力，以及與Ca2+通道阻滯劑維拉帕米聯(lián)合觀察對(duì)骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞表達(dá)MCP-1、Pro MMP-1、MMP-3、MMP-13的影響，以探討機(jī)械壓力、Ca2+在骨關(guān)節(jié)炎病理機(jī)制中的作用，從而為骨關(guān)節(jié)炎臨床預(yù)防策略和臨床治療方法提供一定的理論依據(jù)。
　　 二、材料與方法:
　　 選擇12例膝骨關(guān)節(jié)炎患者膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后的脛骨平臺(tái)處軟骨，分離軟骨細(xì)胞采用DMEM培養(yǎng)基進(jìn)行原代培養(yǎng)

3、和傳代培養(yǎng)。將擴(kuò)增了的軟骨細(xì)胞，分別以2×106/ml的濃度加入37℃低熔點(diǎn)瓊脂糖培養(yǎng)基中進(jìn)行固態(tài)培養(yǎng)，并制作成直徑5mm、厚度3mm的軟骨細(xì)胞-瓊脂糖凝膠模型放入6孔壓力板中，隨機(jī)選擇其中6例患者的模型為維拉帕米組(40μmol/L)，另外6例患者為空白對(duì)照組。經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，當(dāng)瓊脂糖濃度為0.5％時(shí)，軟骨細(xì)胞/瓊脂糖凝膠模型在≤45kPa的靜態(tài)壓下2h內(nèi)可以保持完整性。將兩組軟骨細(xì)胞/瓊脂糖凝膠模型均放入細(xì)胞加力儀器中，空白對(duì)照組分

4、別采用壓力為15kPa、30kPa和45kPa的靜態(tài)波各施壓0.5h、1h和2h，0kPa亞組僅施壓2h，維拉帕米組則分別采用壓力為0kPa、15kPa、30kPa和45kPa的靜態(tài)波施壓2h，施壓培養(yǎng)后再放入細(xì)胞培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)24h后收集細(xì)胞模型周?chē)锨逡海?20℃保存。采用ELISA方法檢測(cè)收集的上清液中MCP-1、Pro MMP-1、MMP-3、MMP-13表達(dá)的水平。并采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多因素試驗(yàn)的方差分析

5、，即析因分析，包括機(jī)械壓力和施壓培養(yǎng)時(shí)間兩因素，以及機(jī)械壓力和維拉帕米兩因素單獨(dú)及協(xié)同作用對(duì)軟骨細(xì)胞表達(dá)MCP-1、Pro MMP-1、MMP-3、MMP-13的影響。
　　 三、結(jié)果:
　　 1.在不同機(jī)械壓力(15～45kPa)和施壓培養(yǎng)時(shí)間(0.5～2h)共同影響下:(1)軟骨細(xì)胞分泌Pro MMP-1的水平在三個(gè)不同壓力組中有顯著差異，P＜0.01，且隨壓力的增加Pro MMP-1的水平逐漸降低;(2)對(duì)三個(gè)不同

6、時(shí)間組中Pro MMP-1的水平進(jìn)行方差分析亦有顯著差異，P=0.04，且隨時(shí)間的延長(zhǎng)而降低;(3)機(jī)械壓力和施壓時(shí)間兩個(gè)因素之間對(duì)ProMMP-1的影響無(wú)交互作用，P=0.71;(4)軟骨細(xì)胞分泌MCP-1、MMP-3、MMP-13的水平在不同壓力組均無(wú)顯著差異，P值分別為0.88，0.94、0.44;(5)軟骨細(xì)胞分泌MCP-1、MMP-3、MMP-13的水平在不同時(shí)間組均無(wú)顯著差異，P值分別為0.31、0.43、0.12。

7、　　 2.在不同機(jī)械壓力(0～45kPa)和維拉帕米兩因素的影響下:(1)軟骨細(xì)胞分泌ProMMP-1的水平在四個(gè)不同壓力組中有顯著差異，P＜0.01，隨壓力的增加逐漸降低;(2)對(duì)維拉帕米組與空白對(duì)照組Pro MMP-1的水平進(jìn)行方差分析有顯著差異，P＜0.01，維拉帕米可降低軟骨細(xì)胞Pro MMP-1的分泌;(3)機(jī)械壓力和維拉帕米兩因素之間對(duì)ProMMP-1的影響無(wú)交互作用，P=0.64;(4)MCP-1的水平在三個(gè)不同壓力組中

8、無(wú)顯著差異，P值=0.95(0kPa組因過(guò)失誤差被棄去);(5)維拉帕米可顯著降低MCP-1的水平，統(tǒng)計(jì)學(xué)分析有顯著差異，P=0.05;(6)機(jī)械壓力和維拉帕米兩因素之間對(duì)MCP-1的影響無(wú)交互作用，P=0.09;(7)而軟骨細(xì)胞表達(dá)MMP-3、MMP-13的水平在不同壓力組均無(wú)顯著差異，P值分別為0.32、0.61;(8)維拉帕米對(duì)MMP-3、MMP-13的表達(dá)無(wú)顯著影響，P值分別為0.51、0.77。
　　 四、結(jié)論:

9、>　　 1.瓊脂糖濃度為0.5％、細(xì)胞濃度為2×106/ml的細(xì)胞/瓊脂糖凝膠模型適宜于體外細(xì)胞力學(xué)的研究;
　　 2.采用細(xì)胞加力儀器施壓，軟骨細(xì)胞/瓊脂糖凝膠模型承受的適宜壓力為≤45kPa、施壓時(shí)間≤2h的靜態(tài)壓;
　　 3.在適宜機(jī)械壓力(≤45kPa)的作用下，瓊脂糖凝膠中骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞ProMMP-1的分泌隨壓力的增加而降低;
　　 4.在一定施壓培養(yǎng)時(shí)間(≤2h)內(nèi)，瓊脂糖凝膠中骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞