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目的:1.探讨不同强度下张应力对生长板软骨细胞的作用,对增值和凋亡的影响。并初步研究周期性张应力对生长板软骨细胞Hippo信号通路的影响。2.检验大鼠跑台装置造大鼠骨关节炎模型,同时于对照组给予口服环孢素A观察药物干预组能否改善骨关节炎病变的程度。检测凋亡相关基因及蛋白的变化3.建立大鼠运动动物模型,观察不同强度的运动量对生长板软骨的影响。方法:1.取大鼠生长板软骨细胞的分离培养,采用四点弯曲张力仪给予生长板软骨细胞不同强度应力刺激。用Annexxin V-FITC/PI染色免疫荧光观察细胞凋亡,并行流式细胞学检测细胞凋亡。行Real-time PCR和Western blot检测增殖和凋亡相关基因的表达和蛋白的变化。2.采用大鼠跑台建立骨关节炎模型并同时设组给予免疫抑制剂CSA干预,用MR和microCT检测和评估骨关节炎模型,HE切片观察骨关节炎改变,Real-time PCR检测骨关节炎相关基因的表达,Western blot检测骨关节炎相关蛋白的表达。3.采用大鼠跑台建立大鼠运动增殖模型,用microCT检测运动模型并用HE切片观察软骨增殖改变。行.Real-time PCR和Western blot检测增殖相关基因的表达和蛋白的变化。结果1.在较低的力学强度(2000μ)下生长板软骨细胞软骨细胞表达COL2基因以及COL2和SOX9蛋白表达量明显增加,而RUNX2基因和蛋白表达增加不明显。中等力学强度时(3000μ、4000μ),生长板软骨细胞RUNX基因和蛋白的表达量明显增加,而COL2基因以及COL2和SOX9蛋白表达量较未刺激细胞相比减少。在很高的力学强度刺激时(5000μ、6000μ)细胞MMP13及caspase9的基因表达上调,同时活化的caspase9蛋白表达量也增加。起保护作用的BCL2蛋白表达明显减少。随着应力刺激强度的不断增加,生长板软骨细胞凋亡不断增加。同时检测出在增殖和凋亡时YAP基因和蛋白的高表达。2.高强度的跑台运动(大于30km)模型动物可检测出影像学早期的骨关节炎改变,HE切片测量软骨厚度减少,CASPASE9、MMP13、COL2、SOX9基因上调,活化CASPASE9蛋白表达增加,COL2、SOX9以及BCL2蛋白表达减少。CSA可减轻OA影像学表现,减轻骨关节炎程度。同时可降低凋亡相关蛋白的表达。3.运动可以增加Ki67基因的表达量以及PCNA的基因和蛋白的表达量,并同时上调SOX9基因的表达和增加SOX9和COL2蛋白的表达量,结论1.较低的力学强度(2000μ)下生长板软骨细胞分化主要以软骨增殖趋势为主。而中等力学强度时(3000μ、4000μ),生长板软骨细胞主要以成骨分化趋势为主。很高的力学强度刺激时(5000μ、6000μ)细胞凋亡明显增加。生长板软骨细胞的增殖和凋亡可能与YAP的表达相关。2.高强度的跑台运动(大于30km)可通过增加关节软骨机械应力导致大鼠OA的发生,骨关节炎的发生与软骨细胞凋亡密切相关。CSA对细胞凋亡有抑制作用,可降低凋亡相关蛋白的表达,减轻骨关节炎程度。3.运动可以促进生长板软骨细胞的增殖,并且在适当的运动强度下,随着运动强度的增加,促进软骨细胞增殖的作用也在增加。