软骨细胞的主要功能是维持软骨组织中基质代谢的平衡,而基质代谢平衡长期被破坏会造成软骨组织的损伤,进而引发骨关节炎等一系列关节疾病。影响软骨细胞基质代谢的因素有很多,如尼古丁、雌激素等,这些因素对细胞代谢的影响目前尚有争议,并鲜有报道关注多因素间的交叉作用。因此,本研究主旨探讨尼古丁和雌激素单独或联合作用对软骨细胞的胞外基质代谢的影响及其分子机制。研究中以铁硒传递蛋白(ITS)诱导成熟之后的软骨前体ATDC5细胞作为研究对象,采用细胞染色、免疫组化、Western blot和Real-time PCR等分子生物学的方法对处理后的软骨细胞基质及代谢过程中重要因子进行了检验。结果发现0.06mM尼古丁的直接处理会对软骨细胞胞外基质的分泌有抑制作用,并且会促进基质降解酶MMP13表达,从而抑制基质合成相关蛋白BMP-7合成。而生理浓度的1nM雌激素对细胞的影响与之相反。并且在两种处理因素同时存在的情况下,雌激素还能够减轻尼古丁对细胞的损伤。另外,为了更好地模拟骨关节炎早期软骨细胞的炎症状态,我们使用尼古丁诱导巨噬细胞产生的炎性上清来诱发软骨细胞的炎症反应,并且进一步研究了雌激素和TNF-α,IL-1β这些炎性因子对软骨细胞的影响。结果显示尼古丁诱导巨噬细胞产生的炎性上清会促进细胞外基质的降解,包括二型胶原,聚集蛋白聚糖和PRG4。而在1nM雌激素预处理的情况下,这种破坏性作用被降低。在分子水平上,单独使用雌激素处理细胞会抑制基质降解酶MMP13及ADAMTS-5,促进参与基质合成的TGF-β1通路。然而,在存在炎症诱导的情况下,尽管雌激素仍能抑制基质降解酶的表达,但它对TGF-β1通路也有一定抑制。因此,我们推测雌激素主要通过减少软骨细胞胞外基质的降解来逆转尼古丁诱导的炎症。此外,炎症上清液中不同的炎症因子,主要是TNF-α,IL-1β,对软骨细胞的代谢过程有不同的影响,可能存在更为复杂的调节机制。本研究中发现的雌激素、尼古丁以及炎症因子抑制剂的交叉作用机制会为骨关节炎患者的临床早期防治提供一定的参考。