黄腐酚对骨关节炎模型小鼠炎性因子及关节软骨的作用

doi:10.12307/2022.110

中国组织工程研究 ›› 2022, Vol. 26 ›› Issue (5): 676-681.doi: 10.12307/2022.110

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黄腐酚对骨关节炎模型小鼠炎性因子及关节软骨的作用

林旭晨，祝海年，王增顺，祁腾民，刘立民，索南昂秀

青海省人民医院骨科四病区，青海省西宁市 810007

收稿日期:2020-12-02 修回日期:2020-12-05 接受日期:2021-02-05 出版日期:2022-02-18 发布日期:2021-10-28
通讯作者: 索南昂秀，主任医师，青海省人民医院，青海省西宁市 810007
作者简介:林旭晨，男，1989年生，汉族，青海省人，2016年南方医科大学毕业，硕士，主治医师，主要从事骨与关节疾病的病理机制研究。
基金资助:
青海省卫健委指导性课题(2017-wjzdx-05)，项目负责人：索南昂秀

Effect of xanthohumol on inflammatory factors and articular cartilage in a mouse mode of osteoarthritis

Lin Xuchen, Zhu Hainian, Wang Zengshun, Qi Tengmin, Liu Limin, Suonan Angxiu

The Fourth Ward of Department of Orthopedics, Qinghai Provincial People’s Hospital, Xining 810007, Qinghai Province, China

Received:2020-12-02 Revised:2020-12-05 Accepted:2021-02-05 Online:2022-02-18 Published:2021-10-28
Contact: Suonan Angxiu, Chief physician, The Fourth Ward of Department of Orthopedics, Qinghai Provincial People’s Hospital, Xining 810007, Qinghai Province, China
About author:Lin Xuchen, Master, Attending physician, The Fourth Ward of Department of Orthopedics, Qinghai Provincial People’s Hospital, Xining 810007, Qinghai Province, China
Supported by:
Guiding Project of Qinghai Provincial Health Commission, No. 2017-wjzdx-05 (to SNAX)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
基质金属蛋白酶13(MMP13)：是调控软骨降解的主要蛋白酶，与其他基质金属蛋白酶相比，基质金属蛋白酶13的表达更局限于结缔组织，它不仅抑制软骨细胞Ⅱ型胶原的表达，而且还是调控降解软骨细胞蛋白聚糖的关键酶，另外对Ⅳ型和Ⅸ型胶原蛋白以及骨连接蛋白都有抑制作用。临床研究表明，关节软骨受损患者的基质金属蛋白酶13表达量升高，提示基质金属蛋白酶13可能参与骨关节炎病理改变。
黄腐酚：黄腐酚是啤酒花中干质量最丰富的异戊二烯类黄酮，占啤酒花干质量的0.1%-1%，表现出广泛的有益药理特性，包括抗癌、抗病毒、抗真菌和抗血浆活性。近来越来越多的证据表明黄腐酚对炎症反应也具有调控作用，这些结果促使研究者进一步开展黄腐酚对骨关节炎作用的研究。

背景：研究表明黄腐酚具有抗氧化和抗炎作用，但目前尚无关于黄腐酚对骨关节炎具体作用的研究。
目的：从体外和体内两方面探讨黄腐酚对骨关节炎的作用及其潜在机制。
方法：①通过白细胞介素1β处理构建小鼠软骨细胞关节炎模型，然后用0-40 µmol/L黄腐酚干预，利用Elisa法检测软骨细胞炎性因子水平，RT-PCR检测软骨细胞合成及代谢指标；②通过小鼠内侧半月板失稳术构建小鼠关节炎模型，给予50 mg/(kg•d)黄腐酚干预6周，组织学染色评估关节软骨受损程度，μCT扫描分析膝关节软骨下骨的骨量变化。
结果与结论：①黄腐酚处理抑制了白细胞介素1β诱导的软骨细胞炎症相关细胞因子如一氧化氮、前列腺素E2、肿瘤坏死因子α和白细胞介素6的生成；②黄腐酚通过下调基质金属蛋白酶13的mRNA表达量并增加Ⅱ型胶原mRNA合成来抑制白细胞介素1β诱导的软骨细胞外基质降解；③接受黄腐酚处理的小鼠能明显延缓手术诱导的骨关节炎进展，拥有更加良好的关节软骨形态和更理想的骨关节炎病理评分，同时也能更好地维持软骨下骨的骨量。结果表明：黄腐酚能抑制软骨细胞的炎性递质生成，抑制软骨细胞外基质降解从而维持关节软骨的代谢平衡。

https://orcid.org/0000-0002-3086-8965 (林旭晨)

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: 膝骨关节炎, 关节软骨, 软骨细胞, 炎性反应, 黄腐酚, 小鼠

Abstract: BACKGROUND: Studies have shown that xanthohumol has antioxidant and anti-inflammatory properties; however, there is no study regarding the precise effect of xanthohumol on osteoarthritis.
OBJECTIVE: To investigate the role of xanthohumol in the occurrence and development of osteoarthritis in vivo and in vitro.
METHODS: (1) A mouse osteoarthritis model was constructed by interleukin 1β treatment, followed by intervention with 0-40 µmol/L xanthohumol. The level of chondrocyte inflammatory factors was detected by ELISA, and the chondrocyte synthesis and metabolism indicators were detected by RT-PCR. (2) Surgery for medial meniscus instability was used to construct the arthritis model in mice, followed by intervention with 50 mg/kg/d xanthohumol for 6 weeks. Histological staining was used to evaluate the severity of damage to the articular cartilage, and μCT scan was used to analyze the changes in subchondral bone mass in the knee joint.
RESULTS AND CONCLUSION: The cytokines, such as nitric oxide, prostaglandin E2, tumor necrosis factor α and interleukin 6, which were produced in response to interleukin 1β-induced chondrocyte inflammation, were inhibited by xanthohumol pretreatment. Xanthohumol prevented the degradation of the extracellular chondrocyte matrix caused by interleukin 1β by down-regulating metalloproteinase 13 matrix and by increasing the synthesis of type II collagen. Mice treated with xanthohumol dramatically postponed the development of osteoarthritis caused by surgery, and had better articular cartilage morphology and maintained subchondral bone density. Overall, these findings indicate that xanthohumol can inhibit the synthesis of chondrocyte inflammatory mediators, inhibit the degradation of the extracellular matrix of the cartilage, and maintain the metabolic equilibrium in the articular cartilage.

Key words: knee osteoarthritis, articular cartilage, chondrocyte, inflammatory reaction, xanthohumol, mouse

中图分类号:

林旭晨, 祝海年, 王增顺, 祁腾民, 刘立民, 索南昂秀. 黄腐酚对骨关节炎模型小鼠炎性因子及关节软骨的作用[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(5): 676-681.

Lin Xuchen, Zhu Hainian, Wang Zengshun, Qi Tengmin, Liu Limin, Suonan Angxiu. Effect of xanthohumol on inflammatory factors and articular cartilage in a mouse mode of osteoarthritis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2022, 26(5): 676-681.

图/表（结果） 4

2.1 体外实验结果
2.1.1 黄腐酚对软骨细胞毒性检测用黄腐酚处理小鼠原代软骨细胞以检测其细胞毒性，测试结果发现经过24 h处理后，10-40 μmol/L的药物浓度对软骨细胞无明显毒性作用，当药物浓度达到80 μmol/L时软骨细胞活性受到明显抑制(P < 0.05)，见图1B，48 h处理组进一步确认了黄腐酚对软骨细胞活性影响的浓度作用区间，见图1C。因此，研究选用 10-40 μmol/L黄腐酚作为药物处理浓度进行后续实验。

2.1.2 小鼠软骨细胞炎性因子表达变化使用白细胞介素1β处理小鼠软骨原代细胞以模拟软骨细胞关节炎模型。实验结果发现，与空白对照组(未进行任何处理)比较，白细胞介素1β处理后软骨细胞内炎性因子表达量显著升高(P < 0.05)，见图2A-D，当进行黄腐酚处理后发现，其可以显著抑制由白细胞介素1β诱导的NO、前列腺素E2、白细胞介素6及肿瘤坏死因子α等炎性因子表达，并且抑制作用与黄腐酚使用浓度呈正相关性，见图2A-D。

2.1.3 软骨细胞合成及代谢指标的mRNA表达与空白对照组相比，白细胞介素1β处理组白细胞介素6、肿瘤坏死因子α及基质金属蛋白酶13的mRNA表达量明显升高(P < 0.05)，Ⅱ型胶原α mRNA的表达量明显下调(P < 0.05)，而当用黄腐酚与白细胞介素1β共同处理软骨细胞时，发现黄腐酚能显著逆转白细胞介素1β诱导的软骨细胞代谢异常，明显降低炎性递质白细胞介素6及肿瘤坏死因子α的mRNA表达量(P < 0.05)，有效降低软骨降解标记物基质金属蛋白酶13的mRNA表达量(P < 0.05)，同时上调成熟软骨标记物Ⅱ型胶原的mRNA表达量(P < 0.05)，见图3A-D。

2.2 动物体内实验结果
2.2.1 实验动物数量分析纳入实验小鼠30只，假手术组因麻醉过量死亡1只。最终纳入研究结果为假手术组9只，DMM模型组10只，DMM模型黄腐酚处理组10只。
2.2.2 小鼠造模膝关节组织形态学分析为了检测黄腐酚对骨关节炎的作用，通过切除小鼠内侧半月板诱导小鼠DMM骨关节炎模型，术后次日开始持续黄腐酚灌胃处理6周，然后取材进行组织形态学分析。
苏木精-伊红染色结果：相较于假手术组，DMM模型组浅表软骨结构破坏严重，可见明显软骨纤维化并伴随软骨厚度减少，裂隙深达肥大软骨层，整个关节软骨呈现不规则形态结构。相反，黄腐酚治疗可显著增加软骨厚度，减少纤维软骨的数量，表层软骨细胞排列规则整齐，形态良好，DMM模型黄腐酚处理组OARSI评分显著低于DMM模型组 (P < 0.05)，见图4A，C。
μCT结果：相较于假手术组，DMM模型组软骨下骨硬化程度明显增高，而当给予黄腐酚治疗后，软骨下骨骨量显著降低，差异有显著性意义(P < 0.05)，见图4B，D。

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引言

骨关节炎是一种由关节软骨引起的慢性退行性疾病，在世界范围内广泛存在[1]。骨关节炎的主要病理特征是关节软骨退化和滑膜炎症，导致关节疼痛、肿胀、僵硬并最终发展至丧失活动能力[2]。目前尚无能够有效缓解疾病进展的药物，通常关节置换手术被认为是疾病发展到最后阶段的唯一治疗方式[3]。然而，手术治疗不仅给患者甚至是社会带来了沉重的经济负担，也不能解决关节置换手术的局限性，包括持续疼痛、功能受损和假体寿命有限[4]，因此实现对疾病早期诊断、早期干预就显得尤为重要。
骨关节炎的致病因素颇多，确切的发病机制尚未完全阐明，但越来越多的研究表明炎症与骨关节炎进程密切相关[5-6]。炎性细胞因子，例如白细胞介素1β (IL-1β)、白细胞介素6 (IL-6)和肿瘤坏死因子α (TNFα)在骨关节炎的进展中起着至关重要的作用[7-8]。白细胞介素1β可通过抑制胶原蛋白的合成和蛋白聚糖的产生来改变软骨细胞的合成代谢，同时增强分解代谢因子生成，包括基质金属蛋白酶(MMPs)和其他炎症递质，如白细胞介素6、前列腺素E2(PGE2)和一氧化氮(NO)的合成，这些炎性递质反过来又会加速骨关节炎发展[9]。因此，探索抑制这些炎性递质的疗法对于骨关节炎的临床预防和治疗至关重要。迄今为止，大量报道表明，食用天然类黄酮对于预防疾病尤其是由炎症和氧化应激引起的疾病至关重要[10]。黄腐酚因其主要成分为异戊二烯类黄酮，具有多种生物活性，包括抗炎和抗氧化特性而受到了广泛的关注[11-14]。然而，到目前为止，关于黄腐酚对关节软骨损伤的保护作用知之甚少。因此，此次研究通过体内及体外实验探讨黄腐酚在早期骨关节炎中的作用。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 ①完全随机设计，模型对照动物实验；②细胞学体外实验；③所有实验至少独立进行3次；④计量资料组间比较采用单因素方差分析评估统计显著性。
1.2 时间及地点实验于2019年4月至2020年10月在青海大学医学院中心实验室完成。
1.3 材料
1.3.1 实验动物 30只10周龄雄性C57BL/6小鼠，体质量(26.32±1.84) g；出生3 d内乳鼠用于提取小鼠原带软骨细胞。所用实验动物由广东省实验动物中心提供，实验动物许可证：SYXK(粤)2013-0003。
1.3.2 主要试剂及药品黄腐酚(上海阿拉丁生物化学技术公司)，二甲基亚砜(Sigma公司)，CCK-8细胞增殖及毒性检测试剂盒(上海碧云天生物技术有限公司)，酶联免疫吸附法检测试剂盒(武汉Elabscience生物技术有限公司)，伊红染液(美国Sigma公司)，胎牛血清、DMEM/F12培养基(美国Gibco公司)。
1.4 实验方法
1.4.1 体外实验
小鼠原代软骨细胞提取及培养：在体式显微镜下解剖获取72 h内新生小鼠肋软骨，以提取原代软骨细胞。将所取肋软骨剪碎至颗粒状后加入胰蛋白酶消化30 min，以分离和纯化原代软骨细胞，将纯化后的肋软骨置于含0.1% Ⅱ型胶原酶的完全培养基中继续消化4-6 h(体积分数10% FBS， 100 U/mL青霉素和100 g/L链霉素)，然后将原代软骨细胞重悬并接种在60 mm培养皿中培养用以后续实验。
细胞增殖检测：使用CCK-8试剂盒检测黄腐酚对软骨细胞活力的影响。首先，将第2代软骨细胞转移至96孔板中(每孔5 000个细胞)，并与不同浓度的黄腐酚(0，10，20，40，80 µmol/L)共培养24 h或48 h。在指定的时间内，用PBS洗涤软骨细胞，然后向每孔中加入100 µL含10 µL CCK-8溶液的DMEM/F12培养基，在37 ℃下孵育1 h，然后使用分光光度计在450 nm波长处检测吸光度值(A值)。
ELISA检测软骨细胞炎性因子表达：取出生3 d内乳鼠肋软骨进行原代软骨细胞提取培养，当原代软骨细胞长至60%融合时给予10 µg/L 白细胞介素1β刺激24 h，然后梯度浓度使用黄腐酚共培养处理细胞(使用浓度10，20，40 µmol/L)，48 h后收集细胞上清液用以检测NO、前列腺素E2、白细胞介素6及肿瘤坏死因子α的表达量。按厂家指导方案进行设置标准孔及待测样品孔，分别加入100 µL标准品或待测样品，酶标板覆膜后37 ℃孵育90 min，弃去液体并甩干后，每孔加入生物素化抗体工作液100 µL并摇晃混匀，酶标板覆膜后 37 ℃温育1 h；然后甩尽孔内液体，每孔加洗涤液350 µL，浸泡一两分钟后甩掉酶标板内的液体，向每孔加酶结合物工作液100 µL置于37 ℃温育30 min；弃去孔内液体，洗板5次后每孔加90 µL底物溶液，酶标板覆膜37 ℃避光孵育15 min左右后每孔加终止液50 µL终止反应，使用酶标仪在450 nm波长测量各孔的吸光度值。
体外定量反转录加聚合酶链反应分析：用TRIzol试剂从软骨细胞中提取总RNA，通过分光光度法在260 nm波长处测定RNA浓度，计算A260/A280的比例以验证所提取RNA的质量和纯度。使用QuantiTect反转录试剂盒对总量1 µg的RNA进行反转录以获取cDNA。使用CFX96实时PCR系统在以下条件下进行实时定量PCR：95 ℃ 10 min，随后循环40周期95 ℃ 15 s接60 ℃ 1 min。反应的总体积为10 μL，其中包含4.5 μL稀释的cDNA，0.25 μL正向引物，0.25 μL反向引物和5 μL SYBR Green Master Mix。使用管家基因GAPDH对目标信使RNA(mRNA)表达水平标准化，并与对照进行比较，使用2-ΔΔCT方法分析数据。每个基因分析重复3次，实验所用引物序列，见表1。

1.4.2 体内实验
分组与造模：采用随机数字表法将30只C57BL/6雄性小鼠随机分为假手术组、DMM模型组、DMM模型黄腐酚处理组，每组10只。DMM模型组及DMM模型黄腐酚处理组手术切除小鼠板股韧带及内侧半月板前角以构建膝骨关节炎模型，假手术组仅切开右侧膝关节髌韧带内侧皮肤，不予处理膝关节囊内结构。术后连续3 d肌注青霉素预防感染，小鼠活动及饮食饮水自由。
药物干预方案：DMM模型黄腐酚处理组以50 mg/(kg•d)的剂量给予黄腐酚药液灌胃，DMM模型组及假手术组给予等量体积(400 µL)生理盐水灌胃。造模术后次日开始连续灌胃处理6周。

小鼠膝关节取材及石蜡切片制备：对研究所用小鼠膝关节进行取材固定，具体方法如下：实验小鼠接受1%戊巴比妥腹腔注射麻醉后，进行脊髓离断处死，剔除长骨周围多余肌肉后收集膝关节标本，将其置于预冷的40 g/L多聚甲醛溶液中4 ℃保持24 h，然后在PBS中清洗20 min以去除残留多聚甲醛，最后放入10%乙二胺四乙酸脱钙液中进行脱钙 21 d，期间每3 d更换脱钙液一次。脱钙完成后，标本放置于流水中冲洗以恢复pH值，完成脱水浸蜡程序处理后，取出标本进行样品包埋。采用3-5 µm厚度对石蜡块进行连续切片，每个样品蜡块按照边缘-中心-边缘三层面切片原则，共计切片12张，新鲜切片放置于37 ℃恒温箱过夜干燥，然后整理收集于4 ℃冰箱长期保存。
组织学染色：染色前先将切片置于65 ℃恒温箱烘烤 90 min，然后进行脱蜡水化程序，具体步骤为：二甲苯Ⅰ 10 min，二甲苯Ⅱ10 min，无水乙醇Ⅰ 8 min，无水乙醇Ⅱ 8 min体积分数90%，80%，70%，50%乙醇各5 min。然后用伊红染液进行染色30 s，并快速在流水中清洗多余染液，最后使用苏木素进行细胞核染色，待切片稍微干燥后进行脱水透明处理，随后中性树胶封固备用。组织学评分采用国际骨关节炎研究协会(OARSI)标准进行评分，每组均取胫骨平台中间磨损最为严重处进行统计评分[15]，具体评分细则如下：0，正常；0.5，软骨面出现番红 O 失染，尚未出现关节软骨形态学改变；1，表层软骨局限性纤维化；2，表层软骨出现垂直裂隙，伴有轻度软骨丢失；3，裂隙/软骨丢失达钙化软骨层，范围不超过表层软骨的 25%；4，裂隙/软骨丢失达钙化软骨层，影响至表层软骨的 25%-50%；5，裂隙/软骨丢失达钙化软骨层，影响至表层软骨的50%-75%；6，裂隙/软骨丢失达钙化软骨层，范围超过软骨表层的 75%。
μCT计算机断层扫描分析：剔除小鼠膝关节周围多余肌肉组织后，将标本置于40 g/L多聚甲醛溶液中固定过夜，然后将标本保存在体积分数75%乙醇中，使用高分辨率的微型计算机断层扫描技术对膝关节进行扫描分析。扫描参数设置：扫描电压89 kV，电流112 μA，扫描厚度20 μm。建立胫骨近端和股骨的横截面图像，半自动法选取测量兴趣区，兴趣区以胫骨骨骺线为参照向近端1.4 mm处做断层测定，图像经过高斯滤波处理后，固定单一域值提取图像信息并进行二值化，以便对膝关节进行三维组织形态分析。
1.5 主要观察指标 ①小鼠软骨细胞NO、前列腺素E2、白细胞介素6及肿瘤坏死因子α等炎性递质表达变化；②小鼠软骨细胞代谢标记物基质金属蛋白酶13及Ⅱ型胶原 mRNA表达变化；③膝关节OARSI评分；④膝关节软骨下骨骨量变化。
1.6 统计学分析所有实验至少独立进行3次，数据均表示为x±s。所有统计学分析均使用SPSS 20.0版软件进行。计量资料组间结果均采用单因素方差分析评估统计显著性。P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

骨关节炎是一种不可逆的变性关节炎疾病，由严重的关节不稳引起，其主要病理特征是进行性软骨下骨硬化、关节软骨骨赘形成及滑膜炎症，是最常见的关节退变性疾病之一。许多研究发现，衰老、创伤、肥胖、炎症、关节畸形和骨质疏松等一系列因素都能够影响骨关节炎的发展[16]，然而，目前对骨关节炎的病理机制仍知之甚少。近年来已有研究证实炎症和氧化应激是促进骨关节炎发展的重要危险因素，炎症细胞因子包括肿瘤坏死因子α和白细胞介素6都被证实参与骨关节炎的发生发展。白细胞介素1β可以诱导NO、前列腺素E2、基质金属蛋白酶以及解整合素和金属蛋白酶血小板反应蛋白等促炎递质释放的方式促进细胞外基质的降解。因此，抗炎已被证明是延缓骨关节炎发病的有效治疗策略。
近年来，植物来源的化合物由于其抗炎特性和较小的不良反应在骨关节炎的治疗中引起了越来越多的关注[17-20]。黄腐酚是一种从啤酒花中分离得到的异戊二烯类黄酮类化合物，以前对黄腐酚药理特性的研究主要集中在其抗癌功效上[21]。随着研究的深入，黄腐酚的抗炎作用逐渐显现。研究证明黄腐酚可降低脂多糖激活的RAW 264.7细胞中Toll样受体4的表达并抑制核因子κB信号通路活性[22]。ALBINI等[23]证实，黄腐酚能够明显抑制肿瘤坏死因子α处理的人脐静脉内皮细胞中核因子κB关键因子核内移及激活，并抑制Akt信号通路活性。黄腐酚还通过抑制IκBα磷酸化来抑制核因子κB，从而抑制了活化淋巴细胞中白细胞介素2、γ-干扰素和肿瘤坏死因子α的产生[24]。其他研究表明，黄腐酚可以与IKκB (核因子κB抑制亚基的激酶)的Cys残基以及NFκB-p65亚基的Cys残基共价结合，从而抑制核因子FκB的活化增强肿瘤坏死因子诱导的白血病和骨髓瘤细胞凋亡。受这些结果的鼓励，作者进一步探索了黄腐酚在骨关节炎中的作用及其潜在机制。在此次研究中，证明了黄腐酚能有效抑制关节软骨的降解和局灶性炎症反应，并且在小鼠骨关节炎模型中也验证了黄腐酚可以延缓疾病的进展。这些发现表明，黄腐酚可能是骨关节炎治疗的潜在药物。
分泌性炎症递质如白细胞介素1β已被认为是骨关节炎局部和全身炎症的主要诱因[25-26]。白细胞介素1β刺激后，软骨细胞可诱导诱导型一氧化氮合酶和环氧化酶2的表达，导致NO和前列腺素E2的积累。这些炎症递质与局部疼痛和关节肿胀有着紧密的联系。在骨关节炎的病理过程中，NO起着重要作用，因为它抑制蛋白聚糖和Ⅱ型胶原蛋白的合成，同时刺激基质金属蛋白酶的产生并诱导软骨细胞凋亡。同样，前列腺素E2是另一个重要的炎症递质，增强的基质金属蛋白酶活性和炎症递质的分泌，与软骨基质降解同样有着直接相关性。越来越多的证据表明，抑制炎症递质如NO和前列腺素E2的产生可能会延缓骨关节炎的进展[27]。在此次研究中，黄腐酚可显著抑制NO和前列腺素E2的产生，这有助于减缓小鼠骨关节炎的进展。此外，肿瘤坏死因子α和白细胞介素6在骨关节炎进展中也有着不可忽视的作用[7]，此次研究证明了黄腐酚处理可以明显抑制软骨细胞中由白细胞介素1β诱导的肿瘤坏死因子α和白细胞介素6表达水平。这些结果表明，黄腐酚的抗炎作用可能归因于对这些重要的炎性细胞因子的直接抑制作用。
正常的关节软骨处于一种降解和合成的动态平衡中，而关节炎的出现打破了这种平衡关系，致使软骨降解明显增加而合成能力减弱。基质金属蛋白酶是导致骨关节炎中软骨破坏的蛋白水解酶的一种关键类型酶，已知基质金属蛋白酶可降解细胞外基质成分，如Ⅱ型胶原[28-29]。不少研究已经报道了基质金属蛋白酶在骨关节炎破坏软骨中的重要性[30]。在转基因动物中已经证明了基质金属蛋白酶13在骨关节炎软骨破坏中的功能必要性，例如，在软骨中特异性高表达基质金属蛋白酶13能够导致早期骨关节炎样变化；相反，基质金属蛋白酶13基因敲除小鼠对手术诱发创伤性骨关节炎进展具有较强的抵抗力[31]。Ⅱ型胶原蛋白是软骨基质的主要成分，对于维持正常的软骨细胞代谢至关重要。在正常的代谢条件下，Ⅱ型胶原蛋白由软骨细胞合成和分泌[32]，并且可以被蛋白水解酶降解；但当发生软骨退变时，软骨细胞功能可能会失调，甚至直接导致软骨细胞凋亡，此时软骨细胞中Ⅱ型胶原蛋白的合成减少，并且蛋白水解酶的分泌增加，导致Ⅱ型胶原蛋白含量进一步下降[31]。此次研究结果表明，黄腐酚能明显逆转白细胞介素1β诱导的Ⅱ型胶原合成抑制，并且这一作用机制可能是黄腐酚抑制了白细胞介素1β诱导的蛋白水解酶表达。
骨关节炎是一种进行性退行性疾病，其机制复杂，涉及炎症和软骨降解。此次研究的结果表明黄腐酚通过抑制软骨细胞中的炎症递质表达，对骨关节炎的病理进展有积极作用。此外，黄腐酚的治疗降低了小鼠骨关节炎模型的OARSI评分以及软骨下骨骨量，这表明黄腐酚能延缓骨关节炎的进展。然而，此次研究也有不足之处，如未对实验小鼠进行疼痛行为检测，也欠缺黄腐酚作用于软骨细胞的具体机制探讨，这些不足还需要以后进一步实验研究。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

黄腐酚对骨关节炎模型小鼠炎性因子及关节软骨的作用

Effect of xanthohumol on inflammatory factors and articular cartilage in a mouse mode of osteoarthritis

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