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软骨细胞凋亡是骨关节病（osteoarthritis，OA）中最主要的病理变化之一。促炎的细胞因子（cytokine，CK），主要是肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和白细胞介1β（interleukin-1β，IL-1β），在OA中起关键作用。TNF-α被认为是软骨退变发展进程中的一个很关键的调节因子。本课题的目的是研究在由异常咬合引起的颞下颌关节（temporomandibular joint，TMJ）的退变软骨中，TNF-α对软骨细胞过度凋亡的作用。实验方法：体内实验部分，将54只6周龄雌性SD大鼠随机分为2、4、8周三个时间点的实验组和对照组。实验组通过把两个金属套筒粘接到大鼠的左侧上下前牙上，造成大鼠的实验性前牙单侧反牙合。大鼠颞下颌关节软骨的组织形态学改变通过苏木精-伊红（hematoxylin-eosin，HE）染色进行评估，每个时间点的软骨细胞死亡通过透射电子显微镜和TUNEL染色来检测。TNF-α和caspase3的蛋白和mRNA表达水平通过免疫组织化学染色和实时定量聚合酶链反应（polymerase chainreaction，PCR）进行检测，caspase8、caspase9、IL-1β、IL-6和LC3的mRNA表达水平通过实时定量PCR进行检测。体外实验部分，将取自于4周龄雌性SD大鼠的髁突软骨细胞分别用10、50和100ng/ml的TNF-α刺激24小时，然后通过透射电子显微镜和流式细胞术检测细胞死亡，通过实时定量PCR检测caspase8、caspase9和caspase3的mRNA表达水平。实验结果：1．实验组软骨退变——组织学观察对照组的髁突软骨典型地分为纤维层、增殖层、肥大层和钙化软骨层四层。但是在2周、4周和8周实验组，软骨内发现了骨关节病样病变，该病变以软骨组织内软骨细胞的数量减少、体积减小、核固缩、细胞排列紊乱、细胞质浓缩而不能充满软骨陷窝以及出现无细胞区为特点。2．4周实验组退变软骨中TNF-α的表达增加在对照组，TNF-α阳性细胞主要位于髁突软骨的肥大层。但是在4周和8周实验组，TNF-α阳性细胞不仅在肥大层有，在增殖层也出现。实验组与同龄对照组相比，TNF-α的mRNA表达水平在2周时没有显著差异（P=0.244），在4周时表达水平显著升高（P=0.025），在8周时表达水平显著降低（P=0.023）。IL-1β的mRNA表达水平在8周时显著升高（P=0.043），在2周时显著降低（P=0.01），同样IL-6的mRNA表达水平在2周时也是显著降低（P=0.006）。实验组TNF-α的蛋白表达水平在2周时与同龄对照组没有显著差异（P=0.616），在4周时显著升高（P<0.0001），在8周时显著降低（P=0.008）。3．实验组发生凋亡的软骨细胞增加在所有的对照组里，只观察到为数不多的TUNEL阳性的软骨细胞，但是在2、4、8周实验组里，发现了大量的TUNEL阳性细胞（P<0.05），它们主要位于髁突软骨的增殖层和肥大层。LC3参与自噬的进程，实验组LC3的mRNA表达水平在2周和4周显著降低（P<0.05），在8周时与对照组没有显著差异（P=0.105）。实验组caspase8的mRNA表达水平但在2周与同龄对照组没有显著差异（P=0.242），在4周和8周显著升高（P<0.05）。每个实验组caspase9的mRNA表达水平都显著高于同龄对照组（P<0.05），而caspase3的mRNA表达水平都与它的同龄对照组没有显著差异（P>0.05），但是caspase3（active）的免疫组织化学染色的阳性细胞数目在8周实验组显著增加（P=0.026），它主要表达于髁突软骨的肥大层。4．在体外实验中，TNF-α通过外源性凋亡途径加剧了软骨细胞的死亡分别以10、50和100ng/ml浓度的TNF-α刺激软骨细胞24小时后，通过流式细胞术检测到FITC+/PI-的发生早期凋亡的细胞比例从对照组的0.6%增加到1.6%、1.5%和1.3%，FITC+/PI+的发生晚期凋亡的细胞比例分别为0.9%、1.6%、6.5%和9.6%，FITC-/PI+的发生坏死的细胞比例分别为1.9%、3.6%、5.4%和9.3%。在透射电子显微镜下观察到，对照组的软骨细胞呈现多边形且具有大的、不凝聚的的核仁；在TNF-α刺激的实验组，发现了典型的凋亡软骨细胞，并且凋亡随着TNF-α刺激剂量的增加而更加明显，软骨细胞变圆、凝聚的染色质边聚，且在这些软骨细胞中，发现大量的液泡、粗面内质网扩张和肿胀的线粒体聚集。在TNF-α刺激24小时后，与未加刺激的对照组相比，三个实验组髁突软骨细胞的caspase8的mRNA表达水平都显著升高（P<0.05），但是caspase9的mRNA表达水平没有显著差异（P>0.05），caspase3的mRNA表达水平在10ng/ml TNF-α刺激的实验组没有显著差异（P=0.069），在50和100ng/ml TNF-α刺激的实验组显著升高（P<0.05）。结论：在OA软骨中，首先由牙源性的生物力学刺激通过内源性细胞凋亡信号途径，引起细胞死亡显著增加，随后由增加的TNF-α通过外源性凋亡途径进一步促进了细胞死亡。因此，在OA的早期如能实施抗TNF-α的治疗，可有助于减少炎症介导的软骨细胞凋亡，但是此观点仍有待通过进一步研究来证实。