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目的:(1)通过构建骨关节炎软骨细胞模型并给予不同浓度青蒿琥酯干预探究青蒿琥酯对软骨细胞分解代谢、炎症反应、凋亡及NF-κB信号通路的影响。(2)通过构建骨关节炎小鼠模型并给予不同剂量青蒿琥酯干预探讨青蒿琥酯对骨关节炎软骨下骨中OPG/RANKL/RANK通路及TGF-β/Smad2/3通路的影响。(3)探究青蒿琥酯对骨关节炎软骨下骨异常增生的CD31hiEmcnhi血管的影响。方法:(1)1.ATDC5细胞经ITS诱导后,用阿尔新蓝染色和qRT-PCR测定ATDC5细胞成软骨水平。2.通过CCK-8和PE-Annexin V/7-ADD双染评估青蒿琥酯对正常的和IL-1β干预的软骨细胞活性影响。3.通过RT-PCR和Western Blot检测青蒿琥酯对IL-1β干预的软骨细胞中分解代谢、炎症反应及细胞凋亡的影响。4.通过Western Blot评估青蒿琥酯对NF-κB通路的影响。(2)1.预实验设立6组,即假手术组,ACLT+安慰剂组,ACLT+4种计量的青蒿琥酯组。术后评估软骨退变情况确定最佳用药剂量。正式试验设立3组,即假手术组,ALCT+安慰剂组和ACLT+最佳计量青蒿琥酯组。2.通过HE和番红固绿染色评估关节软骨钙化和蛋白聚糖丢失程度,采用小鼠骨关节炎软骨组织评分分析软骨退变程度。通过免疫组化测定软骨保护因子(Lubricin和Aggrecan)和退变因子(COLⅩ和MMP-13)的表达。3.通过Micro-CT分析软骨下骨微观结构的改变。采用Trap染色和免疫染色(OPG、RANKL、TRAF6和osterix、pSmad2/3、Nestin)评估软骨下异常骨吸收和骨形成。分子模型分析青蒿琥酯与RANK和TGF-βⅠ型受体的结合方式,Western Blotting评估青蒿琥酯对Smad2/3磷酸化的抑制程度。(3)Micro-CT血管造影分析青蒿琥酯对软骨下骨血管增生的影响。免疫染色测定CD31和Endomucin共表达水平以及血管生成相关因子(VEGFA和Angiopoietin-1)表达水平。结果:(1)1.在ITS诱导下,ATDC5的蛋白聚糖含量增加,Ⅱ型胶原表达上升并在诱导2周时达到峰值,故本研究选取诱导2周的ATDC5细胞进行后续实验。2.CCK-8结果显示,25μM及以上浓度的青蒿琥酯抑制细胞活性,12.5μM及以下浓度的青蒿琥酯提升IL-1β干预的软骨样ATDC5细胞活性。该实验结果同PE-Annexin V/7-ADD双染流式细胞分析结果一致。3.qRT-PCR和Western blotting显示青蒿琥酯抑制分解代谢与炎症因子(MMP-3、MMP-13、ADAMTS-5、COX-2)和促凋亡因子(Bax、cleaved-caspase-3、cleaved-caspase-7)表达。4.Western blotting显示青蒿琥酯剂量依赖性地抑制IκBα和p65的磷酸化。(2)1.预实验结果显示青蒿琥酯最佳剂量为100mg/kg。正式实验结果显示青蒿琥酯抑制钙化软骨增厚及COLⅩ和MMP-13的表达上调,延缓蛋白聚糖、Lubricin和Aggrecan丢失。2.Micro-CT显示青蒿琥酯改善了骨关节炎软骨下异常骨吸收及骨形成。青蒿琥酯通过上调OPG和下调RANKL表达抑制破骨细胞分化,同时通过抑制Smad2/3磷酸化减少Nestin+MSC迁移、分化。分子模型显示青蒿琥酯能与RANK和TGF-βⅠ受体结合,破坏下游信号传递。(3)1.Micro-CT血管造影显示青蒿琥酯能减少软骨下骨异常升高的血管数量及体积。2.免疫染色显示青蒿琥酯抑制CD31hiEmcnhi血管生成以及高表达的VEGFA和Angiopoiein-1。结论:(1)青蒿琥酯通过使NF-κB通路失活抑制骨关节炎软骨细胞的分解代谢、炎症反应和凋亡。(2)青蒿琥酯通过调节OPG/RANKL/RANK通路抑制破骨细胞分化,降低活跃的骨吸收,减少TGF-β释放,同时阻止Nestin+MSCs的Smad2/3磷酸化,从而抑制其异常迁移及分化,维持软骨下骨微观结构。(3)青蒿琥酯通过下调VEGFA和Angiopoiein-1的表达抑制CD31hiEndomucinhi血管的异常增生,从而解除成骨与血管化的病理耦联机制,延缓骨关节炎进展。