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背景:骨关节炎(OA)是一种慢性、进展性关节疾病,以软骨、半月板、韧带退化,滑膜炎症,软骨下骨改变为特征。骨性关节炎的临床特点表现为剧烈疼痛,关节僵硬,活动减少,肿胀,和骨擦音,以及相关的生活质量下降和行动不便。在人体的各种关节中,OA发生在膝关节是最常见的。目前公认的性别、年龄、体重指数、关节损伤等均为骨关节炎的危险因素,但其确切原因尚不清楚。社会经济因素在OA的发病中起到了重要的作用,因为高龄和肥胖人口正在增加,治疗OA的花费在未来也可能会增加。到目前为止,对OA治疗的方法是有限的。除了物理治疗,定期锻炼和减肥,药物干预仅限于缓解症状,如局部(关节腔内的)注射皮质类固醇和/或系统性止痛药和非甾体抗炎药(非甾体抗炎药)的应用。在最严重的情况下,截骨术或人工关节置换术似乎是唯一的可以选择的方法以改善部分关节功能并提高生活质量。多个结构之间复杂的生物力学和生物化学之间的相互作用的失调可以导致OA的发生,这种失调可以破坏关节的正常平衡状态。.例如,特征性的渐进性软骨损伤,软骨下骨重建,骨赘形成(在关节边缘骨质的突出)和滑膜炎症(滑膜炎)贯穿在OA病理生理的过程当中,最终将导致关节的疼痛的不断加剧和关节功能障碍。关节软骨,一旦受损,自我修复能力非常有限。虽然炎症可参与到骨关节炎的病程当中,但它不是本病的主要原因。其他关节疾病,如类风湿性关节炎,其发病主要是由炎症引起,而对软骨和骨的损害是一个次要现象。进一步了解骨关节炎的分子和细胞基础理论,可以更好的指导新的治疗靶点的识别,并为具体干预策略的发展提供理论依据,以防止、减少疾病的发生或阻止疾病的进展。目的:本实验的研究目的是研究BMP-2对软骨细胞的影响,以及其在软骨细胞内表达对TGF-β、SOX9、ERCC1的影响,为今后研究BMP-2在骨性关节炎软骨细胞中的基因调控机制奠定基础,并为骨性关节炎的基因治疗提供依据。并对BMP-2在OA患者血清及滑液中表达进行研究,明确其表达水平与OA严重程度的相关性。材料及方法:用质粒转染关节软骨细胞,构建BMP-2过表达模型。显微镜观察转染前后软骨细胞的形态,流式细胞仪观察转染前后软骨细胞凋亡情况,用ELISA方法观察转染前后软骨细胞中胶原蛋白II的表达情况,用Westernblot法观察转染前后细胞内TGF beta,Sox9,ERCC1蛋白表达情况,用荧光定量PCR法观察转染前后细胞内TGF beta,Sox9,ERCC1基因表达情况。同时我们对37例OA患者及20例健康对照组进行研究。用膝关节前后正位片评定膝关节OA分级。膝关节OA放射线分级依据Kellgren-Lawrence(KL)分级系统。疾病症状的严重程度评定依据Western Ontario Mc Master University Osteoarthritis Index(WOMAC)评分系统。用ELISA法测定血清及滑液当中BMP-2表达水平。结果:软骨细胞转染BMP-2后II型胶原表达量升高,与转染前相比P<0.05。软骨细胞转染BMP-2后细胞增殖增加,与转染前相比P<0.05。软骨细胞转染BMP-2后细胞凋亡增加。软骨细胞转染BMP-2后,TFG beta,SOX9,ERCC1蛋白表达升高。软骨细胞转染BMP-2后TFG beta基因表达量显著增加,与转染前相比P<0.05。软骨细胞转染BMP-2后SOX9基因表达量显著增加,与转染前相比P<0.01。软骨细胞转染BMP-2后ERCC1基因表达量增加,与转染前相比P>0.05。血清中BMP-2表达水平在OA患者中显著升高,和健康对照组相比P<0.05。OA患者血清和滑液中BMP-2表达水平KL4级较KL2,KL3显著升高,分别P<0.05。KL3级较KL2级显著升高,P<0.05。血清和滑液当中BMP-2表达与OA患者KL分级及WOMAC呈正相关,P<0.05。结论:BMP2能增加软骨细胞II型胶原表达;BMP2能够诱导软骨细胞凋亡;BMP2能够促进软骨细胞增殖;BMP2能够促进TFG Beta,SOX9,ERCC1蛋白及基因表达量;BMP2在血清及滑液当中的表达水平与OA的放射线分级及症状评分呈正相关。BMP2可以作为一种OA生化标志物来判断疾病的严重程度。