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软骨可聚蛋白多糖(aggrecan)与颞颌关节骨关节病
可聚蛋白多糖(aggrecan)是一种蛋白多糖大分子,它由糖胺多糖(glycosaminoglycan,GAG)和核心蛋白(core protein)组成.aggrecan与透明质酸以非共价键结合,形成蛋白多糖聚合体,是软骨细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的主要结构成分之一.它与胶原网络结合使得软骨具有弹性、能够承担负荷,并有自我润滑的性能.蛋白多糖的进行性丧失是骨关节病的特点之一,骨关节病在颞颌关节中有较高的发病率,并且与颞颌关节内紊乱(internal derangement,ID)关系密切.本文主要讨论aggrecan的结构和功能的关系,其代谢影响的因素,及其与颞颌关节骨关节病的关系.
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骨关节炎软骨组织工程"种子"细胞的研究进展
骨关节炎(osteoarthritis,OA)是一种常见的中老年疾病,发病机制尚不明确,可能是生物力学和生物化学因素共同作用,引起软骨细胞、软骨细胞外基质及软骨下骨三者间分解与合成代谢失衡,导致关节软骨进行性变性和破坏.如何修复受损的关节软骨并保持其功能,是OA的治疗目标.作为发病环节之一的关节软骨细胞,其难以再生和修复,是制约OA治疗的瓶颈[1].
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血清和关节液中基质金属蛋白酶-3及其抑制因子-1的检测及临床意义
软骨破坏是骨关节炎(osteoarthritis,OA)的主要病理特征.关节软骨破坏有两种途径:一种是内在途径,即软骨细胞自身降解软骨细胞外基质;另一种途径是外在途径,如炎症滑膜、血管翳组织、浸润的炎症细胞,通过关节滑液(synovial fluid,SF)破坏软骨细胞外基质.两种途径中酶性降解细胞外基质是软骨破坏的主要原因[1].研究表明在各种蛋白酶中,基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)在关节软骨破坏中起重要作用,其中MMP-3是关节软骨基质降解中重要的酶,基质金属蛋白酶抑制剂-1(tissue inhibitor of metalloproteinases-l,TIMP-1)是MMP-3的特异性抑制剂,它与MMP-3分子结合成不可逆的1:1非共价键结合的复合物,从而抑制其活性,二者之间水平失衡是OA软骨降解的关键[2,3].目前多数研究对OA病变程度的确定是基于影像学的改变,而OA时组织的生物化学变化要早于形态学变化.监测生物体液标记物的变化对OA的早期诊断和药物治疗后的效果有重要意义.
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微球化人脐带Wharton胶间充质干细胞移植裸鼠皮下构建异位软骨
背景：软骨细胞外基质具有众多的信号分子蛋白和因子，其成分和特性接近天然软骨组织，因而其很可能是构建组织工程软骨的理想原料。
目的：探讨海藻酸钙-软骨细胞外基质混合凝胶微球复合人脐带Wharton胶间充质干细胞在裸鼠皮下异位构建组织工程软骨的可行性。
方法：制备软骨细胞外基质微丝悬液，将人脐带Wharton胶间充质干细胞接种于海藻酸钙-软骨细胞外基质混合凝胶微球中体外培养后植入裸鼠背部皮下(实验组)，以人脐带 Wharton 胶间充质干细胞混合于单纯藻酸盐凝胶微球作为对照组，于4周后取材进行大体和组织学苏木精-伊红、甲苯胺蓝、番红O及Ⅱ型胶原免疫组化观察。结果与结论：体外培养时微球中干细胞呈球形软骨细胞样形态，生长、增殖情况良好；实验组术后第4周取材可见外形呈类软骨样组织块，甲苯胺蓝、番红O及Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性，镜下观察可见大量类软骨样细胞及类软骨陷窝样结构，植入的混合凝胶微球周围组织无明显炎症反应；对照组显示微球部分降解，周围仅有少量炎症细胞及淋巴细胞。结果可见海藻酸钙-软骨细胞外基质具有良好的组织相容性，复合干细胞形成的微球植入裸鼠皮下可以构建为类软骨样组织。 -
以改良方法制作软骨细胞外基质构建高质量组织工程软骨
目的:探讨应用改良方法制作的软骨细胞外基质(extracellular matrix,ECM)能否构建高质量组织工程软骨.方法:应用传统匀浆-脱细胞方法制作软骨ECM粉末,在此基础上通过物理研磨颗粒筛选获得细腻的软骨细胞外基质粉末(fine ex-tracellular matrix,FECM).将两种粉末通过冷冻干燥法制成ECM支架和FECM支架作为对照组和实验组.以软骨组织工程中成熟应用的聚乳酸聚羟基乙酸聚合物[poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA]支架为阳性对照组.取等量大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)种植于ECM支架和FECM支架,同时将BMSCs诱导分化为软骨细胞后种植于PLGA支架,然后将3种细胞-支架复合物移植入裸鼠皮下,28 d后取出样本并进行相关检测.结果:FECM支架孔径均一,结构规整,其构建的组织工程软骨在大小、色泽、糖胺多糖(sGAG)分泌以及胶原沉积等方面均远优于对照组构建的组织工程软骨,与阳性对照组无明显差异.结论:由改良方法制作的FECM支架在无外源性转化生长因子-β1 (transforming growth factor-β1,TGF-β1)情况下可构建出高质量的组织工程软骨,具有潜在的临床应用价值.
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软骨细胞外基质对脐带Wharton胶间充质干细胞生物学性状的作用
[目的]探讨软骨细胞外基质微环境对源于人脐带Wharton胶的间充质干细胞增殖的影响,观察该微环境促进干细胞向软骨细胞方向分化的潜能.[方法]①取3％ (w/v)猪关节软骨细胞外基质和2.4％ (w/v)海藻酸盐为原料,按体积比1∶1的比例充分混合,将其用带16G针头的1 ml注射器匀速滴入氯化钙溶液制作软骨细胞外基质/海藻酸盐混合凝胶微球,通过扫描电镜观察该微球内部结构.②将人脐带Wharton胶中间质干细胞(WJMSCs)混于软骨细胞外基质/海藻酸混合液,滴入氯化钙溶液形成复合干细胞的混合凝胶微球进行培养,设为实验组；同理WJMSCs混合于单纯藻酸盐凝胶并形成微球作为对照组.③通过扫描电镜和FDA-PI染色观察上述两组微球内细胞的生长粘附情况,体外培养4周,经组织学和DNA测定观察干细胞的表型及增殖情况.[结果]①构建的软骨细胞外基质/海藻酸盐混合凝胶微球呈半透明乳白色,内部具有较多不规则的孔隙结构,具有三维立体培养细胞的环境特点.②比较实验组和对照组不同细胞培养时间段细胞增殖量,发现实验组细胞增殖率高于对照组,第28 d时两组细胞DNA含量的差异有统计学意义,(P＜0.05).③实验组中细胞呈圆形或椭圆形,形成明显的软骨陷窝样的结构,有大量细胞外基质分泌,对照组中细胞呈圆形,陷窝样的结构不明显.④组织学染色观察发现:实验组中培养的干细胞明显有向软骨细胞方向分化的趋势.[结论]软骨细胞外基质微环境不仅利于人脐带Wharton胶中间质干细胞的增殖,而且具有将WJMSCs向软骨细胞方向诱导分化的潜能.
关键词： 脐带Wharton胶间充质干细胞 软骨细胞外基质 藻酸盐 软骨组织工程 -
聚蛋白多糖酶与骨关节炎研究进展
软骨细胞合成和降解软骨细胞外基质(ECM)大分子,而基质又可维持细胞内环境的稳定和软骨结构.骨关节炎(OA)疾病的主要病理特点是ECM的降解超过其合成,引起软骨基质净含量的减少,覆盖关节骨表面的软骨甚至可完全耗损.其中ECM的重要成分聚蛋白多糖的丢失被认为是关节炎的主要早期表现,初发生于关节表面,以后进展至深区,随后出现胶原纤维降解和组织力学障碍.引起软骨降解的原因有很多,但该过程主要的原因是蛋白水解酶活性增高.
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电针颈夹脊穴对颈型颈椎病模型兔椎间盘软骨细胞MMP-3、TGF-β1的影响
目的 采用ELISA法观察电针颈型颈椎病(CS)模型兔对其椎间盘软骨中基质金属蛋白酶-3(MMP-3)、转化生长因子-β1(TGF-β1)含量的影响,从而探讨电针治疗颈型CS可能的作用机制.方法 将18只新西兰纯种兔按随机数字表法随机分为空白组、模型组、治疗组,每组6只,除空白组外其余两组采用复合病因造模法造模,连续10周.造模成功后,治疗组予电针治疗,其他两组正常饲养,连续4周.耳缘静脉注射空气栓塞处死各组动物,取C4-7椎间盘组织,分离出软骨终板,采用ELISA法观察椎间盘软骨中MMP-3、TGF-β1的含量.结果 与空白组比较,模型组兔椎间盘软骨细胞中MMP-3、TGF-β1含量均升高,差异具有显著统计学意义(P<0.01).与模型组比较,治疗组兔椎间盘软骨细胞中MMP-3含量降低,TGF-β1含量升高,差异具有显著统计学意义(P<0.01).结论 电针颈型CS模型兔颈夹脊穴可以降低其椎间盘软骨细胞中MMP-3含量,抑制其对软骨细胞外基质(ECM)的降解,维持血窦-软骨终板界面弥散营养物质的能力,延缓或阻止椎间盘退变的发生;同时可以升高TGF-β1含量,促进ECM的合成,对椎间盘进行修复,维持椎间盘软骨终板的正常形态结构,减轻早期椎间盘退变的程度.
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骨关节炎的表观遗传学研究进展
骨关节炎是多因素导致的疾病,除了生活习惯、自身体质外,它还受很多基因及环境因子的影响.骨关节炎的病理变化主要是关节软骨的退变及软骨细胞外基质的改变.软骨细胞正常基因调控模式越来越受到人们关注,它的改变促进骨关节炎的发生和发展.近年来,表观遗传学在骨关节炎的发生发展中的作用越来越受到人们的关注.本文从微小RNA(microRNA,miRNA)介导机制、染色质修饰及DNA甲基化的改变3个方面讨论表观遗传学与骨关节炎的关系.
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软骨生长板相关因素调控生长的研究进展
软骨生长板(CGP)主要由软骨细胞及细胞外基质(ECM)构成.软骨细胞的增殖、分化、肥大及ECM的形成,是骨骼发育、线性生长的关键.因此,与CGP相关、调控生长的因素主要涉及作用于软骨细胞的生长激素-胰岛素样生长因子-1(GH-IGF-1)轴、多种激素、旁分泌因子、炎性细胞因子等及软骨ECM中的胶原蛋白、非胶原糖蛋白、蛋白聚糖等成分.既往对调控生长的研究主要集中在GH-IGF-1轴上,但近年来,GH-IGF-1轴之外、CGP上可调控生长的其他相关因素备受关注.
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影响关节软骨细胞外基质的生物力学因素研究进展
关节软骨(articular cartilage,AC)指覆盖于关节表面的一层软骨,属于透明软骨.它主要由软骨细胞和细胞外基质(extracellular matrix,ECM)组成,其中软骨细胞是AC的特有细胞,可分泌合成ECM.
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电针对骨关节炎软骨细胞外基质调节机制探讨
软骨细胞外基质主要包括胶原、蛋白多糖、水，软骨细胞外基质成分的过度丢失对骨关节炎的病理进展有着重要的作用，调控软骨细胞外基质的过度丢失可以起到保护软骨、促进软骨修复、维护正常的关节生物学特性的作用。通过查阅国内外相关文献，综合、分析、归纳电针治疗骨关节炎的作用机制，发现电针通过调节基质金属蛋白酶、炎症因子、碱性成纤维生长因子抑制软骨细胞外基质过度丢失，从而延缓软骨衰变。
