低强度脉冲超声经PI3K/Akt通路调控兔膝骨性关节炎软骨细胞凋亡的作用机制研究

目的:探讨低强度脉冲超声(LIPUS)对兔膝骨性关节炎(OA)软骨细胞凋亡的影响及有关作用机制。方法:共选取30只新西兰大白兔,随机分为正常对照组(A组)、OA模型组(B组)、OA+LIPUS组(C组)、OA+LY294002(PI3K/Akt抑制剂)组(D组)、OA+LY294002+LIPUS组(E组),每组各6只。采用右后膝前交叉韧带切断术(ACLT)造模。于造模后第6周时采用空气栓塞法处死实验兔,切取软骨组织进行组织学观察,并进行Mankin评分;提取软骨细胞进行体外培养并采用免疫组化染色法鉴定;应用western blot检测各组软骨细胞中Ⅱ型胶原(COL2)、MMP-13、Akt、pAkt、P53、Bcl-2蛋白表达情况。结果:B组COL2、pAkt、Bcl-2蛋白含量较A组降低,MMP-13、P53蛋白含量较A组增高(P<0.05)。与B组相比,C组COL2、pAkt、Bcl-2蛋白含量增高,MMP-13、P53蛋白含量下降(P<0.05);D组COL2、Bcl-2、pAkt蛋白含量下降,MMP-13、P53蛋白含量升高(P<0.05),E组COL2、MMP-13、P53、Bcl-2、pAkt蛋白含量无明显变化,但与C组、D组相比差异显著(P<0.05)。各组Akt蛋白表达无明显差异。结论:LIPUS能通过PI3K/Akt通路降低兔膝骨性关节炎软骨细胞凋亡率,促进抗凋亡基因Bcl-2表达,下调促凋亡基因P53水平,促进关节软骨损伤修复。     

低强度脉冲超声对兔膝骨性关节炎骨软骨连接血管形成与侵袭的影响

目的观察低强度脉冲超声(LIPUS)对早期兔膝骨性关节炎骨软骨连接血管形成与侵袭的影响。 方法18只新西兰大白兔按随机数字表法分为对照组、模型组和治疗组,每组6只,模型组和治疗组接受前交叉韧带切断法手术,4周后建立早期骨性关节炎疾病模型,而对照组仅接受假手术处理。治疗组接受LIPUS辐射治疗4周,模型组和对照组仅接受LIPUS假辐射。采用番红O 固绿染色比较各组膝关节骨软骨连接血管形成与侵袭情况;采用免疫印迹(Western blot)技术检测各组的整合素β1、磷酸化黏着斑激酶(p FAK)、磷酸化p38、磷酸化c Jun氨基末端激酶(p JNK)、血管内皮生长因子(VEGF)及软骨调节素(CHM) 1蛋白表达水平。 结果模型组和治疗组与对照组比较,骨软骨连接血管形成明显增多,潮线出现漂移、重复,结构紊乱,甚至消失,部分血管突破潮线,侵入非钙化软骨层,而治疗组较模型组病理改变明显减轻。模型组的整合素β1、p FAK和VEGF表达水平［（0.92±0.07）、（0.83±0.09）和（1.02±0.10）］较对照组［（0.45±0.04）、（0.18±0.03）和（0.35±0.02）］明显增高,且组间差异有统计学意义(P<0.05);模型组的p38和JNK磷酸化水平［（0.99±0.11）和（1.86±0.06）］亦较对照组［（0.31±0.04）和（0.38±0.03）］明显增高(P<0.05);而模型组的ChM 1表达（0.61±0.04）较对照组（1.91±0.08）下降,且差异有统计学意义(P<0.05)。治疗组与模型组比较,治疗组的整合素β1和p FAK表达［（1.10±0.09）和（1.09±0.08）］亦较模型组明显增高,组间差异有统计学意义(P<0.05);但治疗组的VEGF表达（0.58±0.06）较模型组明显降低(P<0.05),治疗组的p38和JNK磷酸化水平［（0.54±0.09）和（1.29±0.08）］亦较模型组降低,且差异有统计学意义(P<0.05);但治疗组的ChM 1表达（1.09±0.12）较模型组明显升高,差异有统计学意义(P<0.05)。 结论LIPUS可以抑制骨性关节炎骨软骨连接血管形成与侵袭,其作用机制可能与LIPUS通过整合素β1 FAK p38/JNK VEGF/ChM 1通路调控血管形成相关因子VEGF和ChM 1的表达有关。