白细胞介素1β诱导大鼠骨性关节炎软骨细胞模型的效果评价

doi:10.12307/2024.226

中国组织工程研究 ›› 2024, Vol. 28 ›› Issue (4): 516-521.doi: 10.12307/2024.226

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白细胞介素1β诱导大鼠骨性关节炎软骨细胞模型的效果评价

乔虎军1，2，王国祥1

1苏州大学体育学院，江苏省苏州市 215021；2 长治学院，山西省长治市 046000

收稿日期:2023-01-03 接受日期:2023-02-24 出版日期:2024-02-08 发布日期:2023-07-13
通讯作者: 王国祥，教授，博士生导师，苏州大学体育学院，江苏省苏州市 215021
作者简介:乔虎军，男，1986年生，山西省临汾市人，汉族，2021年苏州大学毕业，博士，讲师，主要从事运动对骨性关节炎影响的生物学机制研究。
基金资助:
江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX18-2485)，项目负责人：乔虎军

Evaluation of rat osteoarthritis chondrocyte models induced by interleukin-1beta

Qiao Hujun1, 2, Wang Guoxiang1

1School of Physical Education, Soochow University, Suzhou 215021, Jiangsu Province, China; 2Changzhi University, Changzhi 046000, Shanxi Province, China

Received:2023-01-03 Accepted:2023-02-24 Online:2024-02-08 Published:2023-07-13
Contact: Wang Guoxiang, Professor, Doctoral supervisor, School of Physical Education, Soochow University, Suzhou 215021, Jiangsu Province, China
About author:Qiao Hujun, MD, Lecturer, School of Physical Education, Soochow University, Suzhou 215021, Jiangsu Province, China; Changzhi University, Changzhi 046000, Shanxi Province, China
Supported by:
Postgraduate Research & Practice Innovation Program of Jiangsu Province, No. KYCX18-2485 (to QHJ)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

骨性关节炎：是一种以关节组织成分、结构和功能退行性改变为特征的慢性关节疾病，主要累及滑膜、软骨和软骨下骨等组织。骨性关节炎的发生和发展是年龄、肥胖、遗传和创伤等多种因素相互作用的结果。
软骨细胞：作为软骨中唯一的细胞类型，软骨细胞位于软骨陷窝内，调节软骨基质的合成和降解，以应对关节内化学或机械环境的变化。软骨细胞数量减少或功能减弱都可能对关节软骨产生重大影响。体外研究中，常采用炎性因子诱导软骨细胞凋亡和炎症反应，模拟骨性关节炎软骨细胞环境。

背景：建立骨性关节炎软骨细胞模型，对进一步解释骨性关节炎的病理过程，评估和筛选骨性关节炎治疗药物具有重要意义。

目的：评价白细胞介素1β诱导大鼠骨性关节炎软骨细胞模型的效果，为进一步探索药物治疗骨性关节炎提供参考。
方法：取3周龄SD大鼠髋关节软骨，机械剪切和酶消化分离软骨细胞并进行鉴定。软骨细胞随机分为3组：对照组、5 ng/mL和10 ng/mL 白细胞介素1β组，分别诱导24 h和48 h。MTT法检测软骨细胞的增殖活力；Real-Time PCR检测Ⅱ型胶原蛋白、蛋白聚糖、性别决定区Y框蛋白9、基质金属蛋白酶13、解聚蛋白样金属蛋白酶5 mRNA表达；Western blot检测Ⅱ型胶原蛋白、性别决定区Y框蛋白9、基质金属蛋白酶13、解聚蛋白样金属蛋白酶5蛋白表达。
结果与结论：①成功分离并培养原代大鼠软骨细胞；②10 ng/mL白细胞介素1β诱导软骨细胞24 h可使细胞增殖活力显著下降(P < 0.05)，

5 ng/mL 白细胞介素1β组则需诱导48 h；③Real-Time PCR结果显示，同对照组相比，5 ng/mL和10 ng/mL白细胞介素1β诱导软骨细胞24，48 h，Ⅱ型胶原蛋白、蛋白聚糖、性别决定区Y框蛋白9 mRNA表达水平均显著降低(P < 0.05)，基质金属蛋白酶13、解聚蛋白样金属蛋白酶5 mRNA表达水平均显著增加(P < 0.05)；相比10 ng/mL组，5 ng/mL白细胞介素1β诱导软骨细胞48 h可显著增加基质金属蛋白酶13、解聚蛋白样金属蛋白酶5 mRNA表达(P < 0.05)；④Western blot 结果显示，相比对照组，10 ng/mL白细胞介素1β诱导软骨细胞24 h，Ⅱ型胶原蛋白、性别决定区Y框蛋白9蛋白水平显著下降(P < 0.05)，基质金属蛋白酶13、解聚蛋白样金属蛋白酶5蛋白水平显著增加(P < 0.05)；5 ng/mL白细胞介素1β诱导软骨细胞48 h，Ⅱ型胶原蛋白、性别决定区Y框蛋白9蛋白水平显著下降(P < 0.05)，基质金属蛋白酶13、解聚蛋白样金属蛋白酶5蛋白水平显著增加(P < 0.05)；⑤提示干预24 h后10 ng/mL 白细胞介素1β对软骨细胞的诱导效果可能更明显；干预48 h后5 ng/mL和10 ng/mL白细胞介素1β的诱导效果相似。

https://orcid.org/0000-0001-8508-7755(乔虎军)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 骨性关节炎, 软骨细胞, 白细胞介素1β, 大鼠, 细胞活力

Abstract: BACKGROUND: Establishing a chondrocyte model of osteoarthritis is of great significance for further explaining the pathological process of osteoarthritis and evaluating and screening the therapeutic drugs of osteoarthritis.
OBJECTIVE: To evaluate the effect of interleukin-1β to induce osteoarthritis models in rat chondrocyte models, thereby providing a reference for further exploration of drug treatment of osteoarthritis.
METHODS: Chondrocytes were isolated from the hip cartilage of 3-week-old Sprague-Dawley rats by mechanical shearing and enzymatic digestion, and then identified. Chondrocytes were randomly divided into three groups: control group, 5 ng/mL interleukin-1β-induced group, 10 ng/mL interleukin-1β-induced group, with induction times of 24 and 48 hours. Chondrocyte proliferation activity was detected by MTT. Real-Time PCR was used to detect the expression of type II collagen, Aggrecan, sex-determining region Y-box protein 9 (Sox9), matrix metalloproteinase 13, and a disintegrin and metaloproteinase with thrombospondin-like motifs-5 (Adamts5) mRNA. Western blot was used to detect the expression of type II collagen, Sox9, matrix metalloproteinase 13 and Adamts5.
RESULTS AND CONCLUSION: Primary rat chondrocytes were successfully isolated and cultured. Induction of chondrocytes by interleukin-1β at 10 ng/mL for 24 hours could significantly reduce cell proliferation and viability (P < 0.05), while the 5 ng/mL interleukin-1β-induced group required 48 hours of induction to cause a significant decrease in cell proliferation and viability. Real-Time PCR results showed that compared with the control group, 5 or 10 ng/mL interleukin-1β induction for 24 and 48 hours significantly reduced the expression levels of type II collagen, Aggrecan, Sox9 mRNAs (P < 0.05) and increased the expression levels of matrix metalloproteinase 13 and Adamts5 mRNAs (P < 0.05). Compared with the 10 ng/mL interleukin-1β-induced group, 5 ng/mL interleukin-1β induction significantly increased the mRNA expression of matrix metalloproteinase 13 and Adamts5 in chondrocytes after 48 hours of induction (P < 0.05). Western blot results showed that compared with the control group, 10 ng/mL interleukin-1β induction for 24 hours and 5 ng/mL interleukin-1β induction for 48 hours significantly decreased the protein expression of type II collagen and Sox9 in chondrocytes (P < 0.05), and significantly increased the protein expression of matrix metalloproteinase 13 and Adamts5 (P < 0.05 ). To conclude, compared with 5 ng/mL interleukin-1β, 10 ng/mL interleukin-1β may have more obvious effects on chondrocytes for 24 hours, while 5 and 10 ng/mL interleukin-1β have similar effects after 48 hours of intervention.

Key words: osteoarthritis, chondrocyte, Interleukin-1β, rat, cell viability

中图分类号:

乔虎军, 王国祥. 白细胞介素1β诱导大鼠骨性关节炎软骨细胞模型的效果评价[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(4): 516-521.

Qiao Hujun, Wang Guoxiang. Evaluation of rat osteoarthritis chondrocyte models induced by interleukin-1beta[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2024, 28(4): 516-521.

图/表（结果） 8

2.1 软骨细胞鉴定软骨细胞经甲苯胺蓝染色，显微镜下可见细胞为梭形或多角形，轮廓明显，排列紧密；细胞核呈圆形或椭圆形，呈深蓝色，可见一两个核仁，见图1。软骨细胞经Ⅱ型胶原免疫荧光染色，可见细胞质呈绿色荧光，细胞核经DAPI染色呈深蓝色，胞质和胞核图叠加可见典型软骨细胞形态，见图2。由此证明，此次实验培养细胞为软骨细胞。

2.2 软骨细胞活性 MTT检测结果发现，白细胞介素1β处理软骨细胞24 h，10 ng/mL白细胞介素1β组软骨细胞活性较对照组显著降低(P < 0.05)；白细胞介素1β处理软骨细胞48 h，同对照组相比，5 ng/mL 和10 ng/mL白细胞介素1β组软骨细胞活性均显著降低(P < 0.05)，见图3。

2.3 软骨细胞形态学变化软骨细胞形态学变化见图4，对照组软骨细胞呈梭形、多角形和椭圆形，细胞形态结构完整，白细胞介素1β处理后软骨细胞呈长梭形。

2.4 Western Blot检测结果白细胞介素1β处理软骨细胞24 h，同对照组相比，5 ng/mL白细胞介素1β组MMP-13、Adamts5蛋白表达增加(P < 0.05)，Sox9蛋白表达下降(P < 0.05)，Ⅱ型胶原蛋白表达差异不明显；10 ng/mL白细胞介素1β组MMP-13、Adamts5蛋白表达增加(P < 0.05)，Ⅱ型胶原蛋白、Sox9蛋白表达下降(P < 0.05)，见图5。

白细胞介素1β处理软骨细胞48 h，同对照组相比，5 ng/mL和10 ng/mL白细胞介素1β组MMP-13、Adamts5蛋白表达均增加(P < 0.05)，Sox9、Ⅱ型胶原蛋白表达均下降(P < 0.05)，见图6。

2.5 Real-Time PCR检测结果白细胞介素1β处理软骨细胞24 h，同对照组相比，5 ng/mL和10 ng/mL白细胞介素1β组Ⅱ胶原蛋白、蛋白聚糖、Sox9 mRNA表达均显著下降(P < 0.05)，Adamts5、MMP-13 mRNA表达均显著增加(P < 0.05)，见图7。

白细胞介素1β处理软骨细胞48 h，同对照组相比，5 ng/mL和10 ng/mL白细胞介素1β组Ⅱ型胶原蛋白、蛋白聚糖、Sox9 mRNA表达均显著下降(P < 0.05)，Adamts5、MMP-13 mRNA表达均显著增加(P < 0.05)，见图8。

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引言

骨性关节炎被视为一种渐进性关节疾病。然而，近期观点认为骨性关节炎不仅仅是机械磨损的过程，也是炎症介质驱动下关节组织重塑的过程[1]。炎症反应是否在骨性关节炎发病机制中存在因果关系，目前仍不清楚。然而，结合炎症发生的时间、机制的合理性以及炎症因子遗传缺陷动物模型研究，提示炎症反应可能在骨性关节炎发病过程中发挥关键作用[2]。白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α是骨性关节炎病理过程中最主要的促炎细胞因子[3]，在骨性关节炎患者关节中表达上调，诱导活性氧和软骨基质降解蛋白酶表达，导致软骨基质降解和关节功能障碍[4]。白细胞介素1β可单独或和其他因子协同作用诱发软骨及其他关节组织炎症反应和分解代谢活动。研究指出，白细胞介素1β会诱导软骨基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMPs)和解聚蛋白样金属蛋白酶4/5(a disintegrin and metaloproteinase with
thrombospondin-like motifs-4/5，Adamts4/5)表达，二者被视为骨性关节炎发病的下游效应分子，破坏软骨细胞代谢平衡，降解软骨基质(Ⅱ型胶原蛋白、蛋白聚糖)[5-6]。因此，靶向性抑制白细胞介素1β及其信号通路可能成为防治骨性关节炎的有效手段。
体外研究中常采用白细胞介素1β诱导软骨细胞凋亡和炎症反应，模拟骨性关节炎软骨细胞环境，筛选治疗骨性关节炎的潜在药物[7-11]。然而，白细胞介素1β干预浓度、时间不尽相同，较少有研究对白细胞介素1β诱导的骨性关节炎软骨细胞模型进行分析比较，不便于选择合适的骨性关节炎软骨细胞模型，不利于分析药物干预效果及其作用机制。鉴于此，此次实验拟采用5 ng/mL或10 ng/mL的白细胞介素1β诱导软骨细胞，分析比较这两种质量浓度的白细胞介素1β对软骨细胞增殖活性、软骨基质分子和软骨基质降解酶的影响是否存在剂量-时间差异，为骨性关节炎体外治疗研究中制备软骨细胞模型提供参考。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

材料方法

1.1 设计细胞学体外实验，两组间比较采用独立样本t检验。
1.2 时间及地点实验于2019年10月至2020年8月在苏州大学药学院完成。
1.3 材料
1.3.1 实验动物 3周龄SPF级雄性 SD(Sprague-Dawley)大鼠，体质量(69.3±9.6) g，购于苏州大学实验动物中心，机构许可证号：SYXK(苏)2016-0050。研究方案通过苏州大学伦理委员会审批，动物实验严格遵循“3R”原则。
1.3.2 主要试剂白细胞介素1β(PeProTech，美国)；Ham’s F-12 Nutrient Mixture，胎牛血清，“三抗”Antibiotic-Antimycotic(青霉素、链霉素、两性霉素)(Gibco，美国)；ImmobilonTM Western Chemiluminescent HRP Substrate发光液(Millipore，美国)；0.25%胰蛋白酶、PBS(Hyclone，美国)；Ⅱ型胶原酶(北京索莱宝科技有限公司)；MTT(Sigma，美国)；Trizol，兔抗GAPDH，HRP标记山羊抗兔IgG(H+L)，RIPA裂解液(上海碧云天生物技术有限公司)；兔抗Ⅱ型胶原蛋白α1多克隆抗体，兔抗Adamts5多克隆抗体，兔抗性别决定区Y框蛋白9(sex determining region Y-box 9，Sox9)单克隆抗体，兔抗MMP-13多克隆抗体，Alexa Fluor 488标记山羊抗兔 IgG(H+L)(Abcam，美国)；BCA Protein Assay Kit，PrimeScript™ RT reagent Kit，TB Green™ Premix Ex Taq™ Ⅱ[Takara，宝日医生物技术(北京)有限公司]。
1.3.3 主要仪器细胞培养箱(美国Thermo公司)；7500Real-TimePCR仪(美国ABI公司)；全波长酶标仪(瑞士Tecan)；倒置荧光显微镜(日本OlymPus公司)；激光共聚焦显微镜LSM710(美国卡尔蔡司光学仪器有限公司)。
1.4 实验方法
1.4.1 软骨细胞的分离与培养 3周龄SD大鼠腹腔注射2%戊巴比妥钠(5 µL/g)处死，体积分数75%乙醇浸泡5 min。取髋关节软骨，低温下移至超净台，软骨经PBS(含1%三抗)浸泡10 min，PBS清洗3次，移入无菌培养皿，眼科剪充分剪碎，至颗粒状。软骨颗粒移入15 mL离心管，加适量0.25%胰蛋白酶溶液，37 ℃细胞培养箱中消化30 min。终止消化，1 000 r/min离心5 min，弃上清，收集沉淀。加0.25%的Ⅱ型胶原酶溶液，重悬后置于37 ℃细胞培养箱4 h。200目滤网过滤，收集悬液，1 000 r/min离心5 min，收集沉淀。Ham’s F-12完全培养基(含体积分数10%胎牛血清，50 mg/L抗坏血酸，1% Antibiotic-Antimycotic)重悬沉淀，以0.25×106 cell/mL细胞浓度接种于T25培养瓶中，培养条件为体积分数5%CO2、37 ℃，2 d后换液。待细胞融合至80%-90%，0.25%胰蛋白酶(含EDTA)传代培养，隔2 d换液。

1.4.2 软骨细胞鉴定软骨细胞以每孔3×104个接种于预先放入无菌盖玻片的24孔培养皿，待细胞长至80%左右时进行Ⅱ型胶原免疫荧光染色和甲苯胺蓝染色鉴定。

Ⅱ型胶原免疫荧光染色：弃培养基，PBS洗3次，每次3 min。40 g/L多聚甲醛固定15 min，PBS洗3次，每次5 min。1%Triton-X100透膜10 min，PBS(含0.1%triton)清洗3次，每次5 min。5%BSA封闭30 min，弃封闭液，加Ⅱ型胶原一抗200 μL(1∶200稀释)4 ℃过夜。弃一抗，PBS洗3次，每次5 min。加Alexa Fluor 488标记的山羊抗兔200 μL(1∶200稀释)，避光室温孵育1 h。PBS洗3次，滴加DAPI染色5 min。PBS清洗5次，中性树胶封固，显微镜下拍照。
甲苯胺蓝染色：弃培养基，PBS洗2次，40 g/L多聚甲醛固定1 h。蒸馏水洗2次，每次5 min，1%甲苯胺蓝浸染2 h，无水乙醇漂洗，空气干燥，中性树胶封固，显微镜下拍照。
1.4.3 MTT法检测软骨细胞增殖活性软骨细胞以每孔3×103个接种于96孔板。待细胞贴壁，以不同质量浓度的白细胞介素1β(0，5，10 ng/mL)孵育软骨细胞，24，48 h后进行MTT检测。弃培养基，用含0.5 mg/mL MTT的完全培养基在细胞培养箱孵育4 h。去除MTT，加150 μL二甲基亚砜，酶标仪570 nm处读数。
1.4.4 Western Blot 使用RIPA裂解液(含PMSF，1∶100)提取软骨细胞蛋白，BCA蛋白定量试剂盒检测蛋白浓度。等量蛋白经SDS-PAGE凝胶电泳分离后转移至PVDF膜，封闭液封闭2 h。Ⅱ型胶原蛋白α1(1∶2 000)，Sox9(1∶2 000)，Mmp-13(1∶2 000)，Adamts5(1∶1 000)，GAPDH(1∶1 000)一抗孵育，4 ℃过夜。次日，TBST洗膜，加HRP标记山羊抗兔(1∶2 000)，室温孵育2 h。TBST洗膜，ECL显色，Image J图像分析软件检测灰度值。

1.4.5 Real-Time PCR 按照Trizol使用说明书提取软骨细胞总RNA，使用PrimeScript™ RT reagent Kit 反转录合成cDNA。Real-Time PCR参照TB Green™ Premix Ex Taq™ Ⅱ说明书操作，反应条件：预变性95 ℃ 30 s，变性95 ℃ 5 s，退火60 ℃ 34 s，40个循环。GAPDH作为对照内参，采用2-ΔΔCt计算法表示基因相对表达量。Real-Time PCR引物见表1。

1.5 统计学分析应用GraphPad Prism 7 软件处理数据，结果以x±s表示，两组间比较采用独立样本t检验，P < 0.05代表差异有显著性意义。文章统计学方法已经苏州大学统计学专家审核。

讨论

软骨退化是骨性关节炎的主要病理特征之一，主要包括软骨基质降解和软骨细胞凋亡。软骨细胞是软骨组织中仅有的一种细胞，被富含胶原蛋白的软骨基质包裹于狭小的网格空间，在调节细胞外基质合成和维持软骨结构方面发挥重要作用[12-13]。此次实验采用机械剪切和酶消化相结合的方式，分离出原代大鼠软骨细胞；甲苯胺蓝染色和Ⅱ型胶原免疫荧光染色结果显示，此次培养的细胞符合软骨细胞生物学特征，满足实验要求。此次研究所采用的软骨细胞提取方法操作简单、成功率高，可获得理想的软骨细胞数量。体外培养过程中，原代大鼠软骨细胞随着传代次数增加(4代后)会逐渐发生去分化现象[14]，因而，此次研究采用第2代和第3代软骨细胞进行有关实验。
MTT检测白细胞介素1β对软骨细胞增殖活性的影响。研究发现，10 ng/mL 白细胞介素1β 处理24 h即可使软骨细胞增殖活性显著降低；5 ng/mL 白细胞介素1β亦可使软骨细胞增殖活性显著降低，但需处理48 h。目前，体外研究中，采用10 ng/mL 白细胞介素1β诱导软骨细胞24 h，可对细胞增殖活性有显著抑制作用[15-17]。研究者甚至发现，10 ng/mL 白细胞介素1β处理软骨细胞6 h即可显著抑制细胞增殖活性[18-19]。然而，也有研究显示，10 ng/mL 白细胞介素1β处理软骨细胞24 h，细胞增殖活性并没有显著性变化[20]。细胞接种密度、营养条件、检测手段等因素都可能影响细胞活性的检测结果。
Ⅱ型胶原蛋白和蛋白聚糖是软骨基质的主要组成部分，维持软骨的正常生理功能，在骨性关节炎发展过程中逐渐降解。Ⅱ型胶原蛋白和蛋白聚糖的降解又会加速软骨细胞退化和死亡，进一步加剧关节软骨损伤和退化[21-22]。此次研究结果显示，5 ng/mL和10 ng/mL 的白细胞介素1β处理软骨细胞24 h，均可显著降低Ⅱ型胶原蛋白和蛋白聚糖基因表达。此外，仅10 ng/mL白细胞介素1β组的Ⅱ型胶原蛋白水平显著降低；5 ng/mL和10 ng/mL 的白细胞介素1β处理软骨细胞48 h，可显著降低Ⅱ型胶原蛋白和蛋白聚糖基因表达及Ⅱ型胶原蛋白水平。5 ng/mL和10 ng/mL白细胞介素1β组比较发现，Ⅱ型胶原蛋白、蛋白聚糖基因和蛋白表达差异均不明显。
Sox9是一种重要的转录因子，对维持早期软骨发育和成熟软骨稳定发挥关键作用[23]。研究认为，Sox9和性别决定区Y框蛋白5/性别决定区Y框蛋白6协同作用，通过刺激软骨特异性基因的超级增强子，进而促进软骨细胞中特异性基因表达[24]。此外，研究证实Sox9参与调节软骨细胞分化和肥大[25]。HASEEB等[26]利用基于RNA-Seq的转录组分析方法和突变模型小鼠证实，Sox9是保持生长板开放和关节软骨抵抗骨性关节炎所必需的。Sox9在软骨中稳定表达，而在骨性关节炎软骨中表达水平显著下降[27]。此次研究结果显示，5 ng/mL和10 ng/mL 的白细胞介素1β处理软骨细胞24，48 h，均可使软骨细胞Sox9蛋白和基因水平显著下降。相比5 ng/mL组，10 ng/mL白细胞介素1β组Sox9蛋白和基因水平差异并不显著。
骨性关节炎发展过程中，促使软骨基质降解的酶含量增加[28]。MMPs和含血小板结合蛋白基序的Adamts是软骨组织中2种主要的金属蛋白酶，在软骨基质降解过程中发挥关键作用[29-30]。MMPs家族中，MMP-1、MMP-3、MMP-13和骨性关节炎联系密切，其中MMP-13会优先降解胶原蛋白中的Ⅱ型胶原蛋白，被视为导致软骨降解最主要的酶[31-32]。研究结果表明，5 ng/mL和10 ng/mL 的白细胞介素1β处理软骨细胞24，48 h，可显著增加MMP-13蛋白和基因水平。Adamts5是含血小板结合蛋白基序的Adamts家族中的重要成员，是骨性关节炎发展过程中造成蛋白聚糖降解的主要物质[33]。研究结果显示，5 ng/mL和10 ng/mL 的白细胞介素1β处理软骨细胞24，48 h，都可使软骨细胞Adamts5蛋白和基因水平显著增加。5 ng/mL和10 ng/mL白细胞介素1β组比较发现，MMP-13、Adamts5基因和蛋白表达差异均不明显。
作为软骨中唯一的细胞类型，软骨细胞调节软骨基质的合成和降解，以应对关节内化学或机械环境的变化。软骨细胞数量较少，仅占软骨总体积的 1%-5%，其受损或功能减弱都可能影响关节软骨健康。镜下观察发现，5 ng/mL和10 ng/mL白细胞介素1β组的软骨细胞形态均发生明显变化，由棱形、多角形和椭圆形变为长梭形。结果提示，5 ng/mL和10 ng/mL的白细胞介素1β都加速了软骨细胞发生去分化(细胞表型及形态改变)。
综上所述，制备体外骨性关节炎软骨细胞模型过程中，5 ng/mL和10 ng/mL 的白细胞介素1β对软骨细胞的影响存在一定差异。此次研究观察到的差异在于：10 ng/mL 白细胞介素1β处理软骨细胞较短时间(24 h)即可显著降低软骨细胞增殖活性，同时显著降低Ⅱ型胶原蛋白表达；而5 g/mL 白细胞介素1β处理软骨细胞24 h对于软骨细胞增殖活性及Ⅱ型胶原蛋白表达没有显著影响。但是干预24 h，5 ng/mL和10 ng/mL 的白细胞介素1β对于Sox9和软骨基质降解酶的诱导效果一致。随着处理时间延长(48 h)，5 ng/mL和10 ng/mL的白细胞介素1β均可对软骨细胞增殖活性、软骨基质分子和软骨基质降解酶形成显著影响。
此次研究结果表明，干预24 h后10 ng/mL 白细胞介素1β的诱导效果可能更明显；干预48 h后5 ng/mL和10 ng/mL 白细胞介素1β的诱导效果相似。由于客观因素限制，此次研究仅使用了2个质量浓度(5 ng/mL和10 ng/mL)的白细胞介素1β诱导软骨细胞，且诱导时间局限于24 h和48 h，缺少更详尽的不同诱导浓度和时间下的效果评价。此外，此次研究评价指标仅能反映骨性关节炎软骨细胞部分特异性指标的变化。因此，下阶段可考虑完善诱导条件，增加其他(例如MMP-1、MMP-3、Adamts4、肿瘤坏死因子α)骨性关节炎软骨细胞特异性指标。此次研究所用软骨细胞来源为大鼠，其他种属来源未做评价，今后仍需深入研究。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

白细胞介素1β诱导大鼠骨性关节炎软骨细胞模型的效果评价

Evaluation of rat osteoarthritis chondrocyte models induced by interleukin-1beta

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