兔膝骨關(guān)節(jié)炎X線影像學(xué)動(dòng)態(tài)分析及軟骨細(xì)胞傳代后膜電位的變化.pdf

1、膝骨關(guān)節(jié)炎（Osteoarthritis，OA）是一種以關(guān)節(jié)軟骨退變、滑膜炎、關(guān)節(jié)肌肉的萎縮和軟骨下骨重塑等為特征的慢性關(guān)節(jié)疾病。盡管臨床醫(yī)生一直致力于改進(jìn)骨關(guān)節(jié)炎的治療方法，但因發(fā)病機(jī)理不清且不易早期診斷，治療效果仍然欠佳。近年來(lái)，影像學(xué)檢查在OA的診斷、疾病進(jìn)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(jiǎn)便、花費(fèi)少、廣泛應(yīng)用的無(wú)創(chuàng)性影像學(xué)檢查方法，它能夠檢測(cè)到與OA相關(guān)的特征，比如軟骨下骨硬化、骨贅、囊腫和關(guān)節(jié)間隙狹窄等變化。

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

3、胞，軟骨細(xì)胞來(lái)源有限，而且是高度分化的細(xì)胞，體外培養(yǎng)容易去分化，一般認(rèn)為培養(yǎng)的前3~5代細(xì)胞可以維持軟骨細(xì)胞生物學(xué)特性。尚未有文獻(xiàn)報(bào)道正常細(xì)胞和OA細(xì)胞傳代后軟骨細(xì)胞電生理特性如何變化，尤其是軟骨細(xì)胞最基本的電生理參數(shù)—RMP在傳代過(guò)程中的變化。
　　我們采用Hulth法建立兔雙膝OA模型，應(yīng)用X線攝影技術(shù)對(duì)術(shù)前及術(shù)后的動(dòng)物進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢查，觀察了對(duì)照組和 OA組 X線片中不同表現(xiàn)，試圖從X線片表現(xiàn)確定兔OA的分期。采用qRT-PCR

4、技術(shù)，觀察了對(duì)照組和OA組4代軟骨細(xì)胞（P1～ P4）相關(guān)特征分子基因mRNA表達(dá)的改變；同時(shí)采用膜片鉗技術(shù)，測(cè)定4代細(xì)胞的RMP。
　　第一部分兔膝骨關(guān)節(jié)炎X線影像學(xué)動(dòng)態(tài)分析
　　目的：研究對(duì)照組及OA組兔術(shù)后不同時(shí)期的影像學(xué)表現(xiàn)。
　　方法：應(yīng)用Hulth法建立兔雙膝OA模型，在術(shù)前至術(shù)后第12周的時(shí)間內(nèi)，每隔2周應(yīng)用數(shù)字化X線攝影技術(shù)（DR）對(duì)其進(jìn)行形態(tài)學(xué)檢查，通過(guò)觀察膝關(guān)節(jié)的影像資料，并依據(jù)關(guān)節(jié)間隙比值、關(guān)節(jié)間

5、隙角、骨贅的總個(gè)數(shù)等指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行分析。
　　結(jié)果：正位片可見(jiàn)，在12周時(shí)間內(nèi)，對(duì)照組兔膝關(guān)節(jié)無(wú)異常表現(xiàn)。與術(shù)前相比，術(shù)后2周及術(shù)后4周的OA組兔膝關(guān)節(jié)無(wú)明顯異常改變；術(shù)后6周，膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)緣唇狀骨贅，關(guān)節(jié)間隙狹窄，以內(nèi)側(cè)為著，部分關(guān)節(jié)面出現(xiàn)骨質(zhì)硬化；術(shù)后8周和術(shù)后10周骨贅數(shù)量增多，關(guān)節(jié)間隙狹窄和關(guān)節(jié)面硬化逐漸嚴(yán)重；術(shù)后12周，膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)出現(xiàn)較大骨贅，關(guān)節(jié)間隙明顯狹窄，部分關(guān)節(jié)面骨質(zhì)顯著硬化。側(cè)位片對(duì)照組及OA組均未見(jiàn)異常。與術(shù)前相

6、比，OA組動(dòng)物從術(shù)后第6周開(kāi)始，膝關(guān)節(jié)間隙比值減小，膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)間隙角增大，骨贅總個(gè)數(shù)也隨著術(shù)后時(shí)間的延長(zhǎng)而明顯增加。
　　結(jié)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(jìn)入OA的中晚期階段。
　　第二部分骨關(guān)節(jié)炎兔軟骨細(xì)胞傳代后膜電位的變化
　　目的：觀察正常和骨關(guān)節(jié)炎（ OA）兔軟骨細(xì)胞傳代后靜息膜電位（RMP）的變化。
　　方法：采用經(jīng)典Hulth法，制作兔雙腿OA模型。手術(shù)后12周

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

8、減少，而I型膠原（COL1A1）表達(dá)逐漸增多。與對(duì)照組P1代細(xì)胞相比，OA組P1代細(xì)胞COL2A1和ACAN的mRNA表達(dá)減少，軟骨細(xì)胞 RMP值明顯降低。分別與各組的 P1代細(xì)胞相比，對(duì)照組P4代細(xì)胞RMP數(shù)值減少，而OA組P4代細(xì)胞RMP數(shù)值增加。
　　結(jié)論：正常和 OA軟骨細(xì)胞傳代后均會(huì)發(fā)生去分化現(xiàn)象，RMP可以作為描述去分化的指標(biāo)，正常和OA軟骨細(xì)胞培養(yǎng)前3代可以保持各自的生物學(xué)特性，適合軟骨組織再生修復(fù)及OA疾病研究使用