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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, 王国祥

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

摘要（829）

PDF （1205KB）（283）

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

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温阳通络胶囊干预骨关节炎大鼠软骨细胞的炎症反应和血管新生

李钢, 宋芸, 梁国光

中国组织工程研究 2023, 27 (23): 3682-3692. DOI: 10.12307/2023.570

摘要（724）

PDF （2562KB）（379）

文题释义：

中医治疗骨关节炎：骨关节炎在传统医学中属于“骨痹”“筋痹”，肾主骨生髓，肝主筋生血，脾主肌肉而为生化之源，心主血脉为五脏六腑之大主，肺朝百脉主治节，因此治疗骨关节炎必须治疗肝、脾、肾、心、肺五脏之诸虚络阻之症，中医临床医师遵从温阳为主，佐以活络通脉缓解患者的不适。
骨关节炎中的血管翳：关节软骨滑膜的毛细血管在应激刺激下发生基质的降解，内皮细胞受趋化因子刺激迁移和增殖，并在内皮牙生的基础上进一步形成管腔，管腔直接相互融合，形成环状血管、三维管状结构，为炎性递质的运输及富集提供更为坚实的结构基础，诱导软骨细胞的凋亡。

背景：温阳通络胶囊在临床上治疗骨关节炎具有明显的疗效，但其作用机制不明确。
目的：探讨温阳通络胶囊对骨关节炎的治疗作用，以及其对软骨细胞中miR-140/血管内皮生长因子信号的调控机制。
方法：①动物实验：将75只SD大鼠分为5组，每组15只：正常组、模型组、药物组每天左后肢膝关节内注射miR-140-antagomir NC和siRNA-VEGF NC，抑制剂组每天左后肢关节内注射miR-140-antagomir和siRNA-VEGF NC，干扰组每天关节内注射miR-140-antagomir和siRNA-VEGF，各组均注射2周；2周后，药物组、抑制剂组和干扰组灌胃给予温阳通络胶囊，连续灌胃4周；模型组、药物组、抑制剂组、干扰组实验的1，4，7 d关节腔内注射木瓜蛋白酶复制关节炎模型。给药结束后，进行相关检测。②细胞实验：将软骨细胞ATDC5分5组处理：正常组加入含miR-140-antagomir NC和siRNA-VEGF NC的培养基；模型组加入含白细胞介素1β、miR-140-antagomir NC和siRNA-VEGF NC的培养基；药物组加入含白细胞介素1β、miR-140-antagomir NC、siRNA-VEGF NC及温阳通络胶囊的培养基；抑制剂组加入含白细胞介素1β、miR-140-antagomir及温阳通络胶囊的培养基；干扰组加入含白细胞介素1β、miR-140-antagomir、siRNA-VEGF及温阳通络胶囊的培养基，进行相关检测。

结果与结论：①动物实验：与正常大鼠相比，骨关节炎大鼠软骨组织中miR-140 mRNA表达降低(P < 0.05)，血管内皮生长因子mRNA表达升高(P < 0.05)。与模型组相比，药物组、抑制剂组、干扰组大鼠血清中白细胞介素6和肿瘤坏死因子α水平、软骨细胞凋亡、新生血管数量、血管内皮生长因子蛋白表达均明显减少(P < 0.05)，其中以药物组效果最明显。②细胞实验：与正常软骨细胞相比，骨关节炎软骨细胞中miR-140 mRNA表达降低(P < 0.05)，血管内皮生长因子mRNA表达升高(P < 0.05)。与模型组相比，药物组、抑制剂组、干扰组细胞增殖活性提高(P < 0.05)，细胞凋亡、上清中白细胞介素6和肿瘤坏死因子α水平、新生血管数量、血管内皮生长因子基因及蛋白表达均明显减少(P < 0.05)，其中以药物组效果最明显。③温阳通络胶囊能明显抑制软骨细胞的炎性应激和血管新生，缓解关节炎大鼠软骨病理损伤，这可能与调控miR-140/血管内皮生长因子信号轴有关。

https://orcid.org/0000-0003-4486-4874(李钢)

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温针灸抑制NLRP3炎症小体激活改善兔膝骨关节炎的软骨损伤

武永利, 李龙, 刘君伟, 刘娣, 王铎

中国组织工程研究 2023, 27 (20): 3202-3208. DOI: 10.12307/2023.429

摘要（710）

PDF （1621KB）（260）

文题释义：

温针灸：是针刺效应与灸热效应相结合的一种中医特色外治法，是在针刺得气后将艾绒搓团捻裹于针柄上点燃，借助针体将热力传入穴位。针刺穴位局部产生的酸胀重麻的针感配以艾灸的温热效应，更有利于得气产生及经络感传。该法具有温经通络、消肿止痛的功效，可改善病变部位的气血运行，起到抗炎、消肿、镇痛的作用。该疗法简便验廉、疗效确切，被广泛应用于治疗膝骨关节炎。
NLRP3炎症小体：是由胞浆内模式识别受体参与组装的多蛋白复合物，是天然免疫系统的重要组成部分，其在接收机体损伤信号及释放相关炎性因子的过程中起关键作用，又被称炎性反应的感受器与调节器。炎症小体的活化能够诱导产生多种炎性因子，进而加重炎性反应。NLRP3炎症小体在膝骨关节炎的发生发展过程中发挥着关键作用，因此作为炎症反应的核心，NLRP3炎症小体可能为膝骨关节炎的治疗提供新的靶点。

背景：温针灸治疗膝骨关节炎疗效显著，但其作用机制尚不明确。
目的：观察温针灸对兔膝骨关节炎软骨组织中NLRP3、基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶13、Ⅰ型胶原蛋白表达的影响。
方法：取6月龄新西兰雄兔40只，采用随机数字表法分成空白组、模型组、温针灸组、抑制剂组，每组10只：除空白组外，其他3组均采用石膏管型固定法建立右后肢膝骨关节炎模型。造模成功后，温针灸组进行温针灸治疗，1次/d，连续治疗4周；抑制剂组膝关节腔内注射NLRP3抑制剂MCC950，1次/周，注射4次。干预结束后，采用Lequesne MG评分评估兔行为学改变，苏木精-伊红染色观察软骨形态学结构，免疫组织化学染色及蛋白质印迹法检测软骨组织中NLRP3、基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶13、Ⅰ型胶原蛋白的表达。
结果与结论：①Lequesne MG评分：模型组Lequesne MG评分高于空白组(P < 0.05)，温针灸组、抑制剂组Lequesne MG评分低于模型组(P < 0.05)；②苏木精-伊红染色：与空白组比较，模型组软骨细胞数量减少，结构完整性被破坏，Mankin’s评分升高(P < 0.05)；与模型组比较，温针灸组、抑制剂组软骨细胞分布较均匀，软骨层结构相对清晰，Mankin’s评分降低(P < 0.05)；③免疫组织化学与蛋白质印迹检测：与空白组比较，模型组NLRP3、基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶13表达升高(P < 0.05)，Ⅰ型胶原蛋白表达降低(P < 0.05)；与模型组比较，温针灸组与抑制剂组NLRP3、基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶13表达降低(P < 0.05)，Ⅰ型胶原蛋白表达升高(P < 0.05)；④结果表明：温针灸可抑制NLRP3炎性启动因子的激活、下调炎性因子基质金属蛋白酶3，13的释放，降低炎性放大反应，减缓Ⅰ型胶原蛋白的降解，降低膝骨关节炎的关节软骨损伤及局部破坏。
https://orcid.org/0000-0001-9774-453X(武永利)

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

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表皮生长因子受体对小鼠关节软骨表层细胞增殖、分化、凋亡的影响

朱洲均, 张佳惠, 高健, 续斌, 王超, 向伟, 贾昊若, 王国胜

中国组织工程研究 2023, 27 (11): 1728-1732. DOI: 10.12307/2023.190

摘要（672）

PDF （1059KB）（321）

文题释义：
表皮生长因子受体：是一种分子质量为170 kD的跨膜糖蛋白，也被称为HER或ErbB受体家族，表达于大多数细胞膜表面；配体与细胞膜外受体结合后，其构象发生了改变，使得细胞内酪氨酸激酶磷酸化，将信号从细胞外传递到细胞内，调控细胞对外界刺激的反应，从而调节细胞的生长、存活、转化及凋亡等多种生物学活动。
转化生长因子α：是第一个被发现的表皮生长因子家族成员，它包含类表皮生长因子域，与表皮生长因子具有相似的结构和功能，在机体内所有组织细胞中，转化生长因子α首先以前肽的形式合成，并固定在细胞膜上，通过分泌信号激活表皮生长因子受体。

背景：表皮生长因子受体是调节细胞周期的关键因子，其介导的细胞下游信号通路广泛参与调控细胞的多种生物学过程，然而该信号通路对小鼠关节软骨表层细胞的增殖、分化及凋亡的影响有待进一步研究。
目的：分离并培养小鼠关节软骨表层细胞，验证表皮生长因子受体信号通路对小鼠关节软骨表层细胞的增殖、分化及凋亡的影响。
方法：通过纤连蛋白黏附及酶消化法体外分离培养小鼠关节软骨表层细胞并鉴定；取P3细胞分别给予表皮生长因子受体信号通路激动剂转化生长因子α 100 μg/L与抑制剂Gefitinib 10 μmol/L，常规培养基为对照组。通过CCK-8法检测细胞增殖情况同时利用实时荧光定量检测增殖相关基因Ki67的mRNA表达水平；肿瘤坏死因子α(25 μg/L)诱导细胞凋亡，AOEB染色鉴定凋亡情况，实时荧光定量PCR检测抑制凋亡基因Bcl-2与促进凋亡基因Bax的mRNA表达水平；对各组细胞进行成软骨、成骨、成脂连续诱导14-21 d，利用实时荧光定量PCR检测软骨相关基因Sox9、成骨相关基因Runx2、脂肪相关基因脂蛋白脂肪酶的mRNA表达水平。
结果与结论：①体外分离培养小鼠关节软骨表层细胞，形态偏长，免疫荧光鉴定阳性表达Prg4；②CCK-8检测结果提示转化生长因子α组细胞增殖能力明显增强，而Ki67 mRNA表达水平显著升高(P < 0.05)；③AOEB染色结果提示转化生长因子α组细胞凋亡水平降低，Bcl-2 mRNA表达水平显著升高，Bax mRNA表达水平显著降低(P < 0.05)；④诱导三系分化实时荧光定量PCR结果显示，转化生长因子α组Runx2 mRNA表达水平显著升高(P < 0.05)，而Sox9的mRNA表达水平显著降低(P < 0.05)；⑤结果表明，表皮生长因子受体信号通路参与关节软骨表层细胞的增殖、分化及凋亡，转化生长因子α介导表皮生长因子受体促进关节软骨表层细胞增殖及成骨分化，抑制其向成软骨分化及凋亡。

https://orcid.org/0000-0001-9624-8243(朱洲均)

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建立软骨细胞铁过载模型及损伤机制

何琪, 潘兆丰, 陈柏豪, 杨均政, 黎少聪, 曾嘉旭, 周驰, 王海彬

中国组织工程研究 2023, 27 (32): 5126-5132. DOI: 10.12307/2023.590

摘要（605）

PDF （1505KB）（190）

文题释义：
铁过载：是由于人体缺乏排出多余铁的有效途径，衰老、基因突变、膳食铁摄入、慢性输血等诸多危险因素会导致机体进行性和病理性铁超负荷，引起器官、细胞的广泛受损。
氧化应激：是指体内氧化与抗氧化作用失衡的一种状态，也是自由基在体内产生的一种负面作用，被认为是导致衰老和疾病的一个重要因素。

背景：目前尚不清楚过量的铁是如何参与关节炎发病的，研究铁过载参与关节炎发展的潜在机制可以为关节炎的治疗提供新的方向。
目的：通过枸橼酸铁铵和软骨细胞共培养构建软骨细胞的铁过载模型，观察在铁过载环境下对软骨细胞存活、铁沉积、氧化应激以及线粒体损伤的影响。
方法：采用酶消化法提取C57BL/6J小鼠膝关节软骨细胞，加入不同浓度(100，250，500，1 000，2 000 μmol/L)的枸橼酸铁铵干预软骨细胞，分别培养24，48，72 h，建立铁过载软骨细胞模型，采用CCK-8法分析细胞活力变化，钙黄绿素AM法测定细胞内铁含量，筛选出后续实验组所用枸橼酸铁铵浓度；采用荧光探针DCFH-DA染色检测活性氧水平，以JC-1为荧光探针检测线粒体膜电位变化，并通过实时定量荧光PCR和Western blot检测Ⅱ型胶原、基质金属蛋白酶3和13的表达水平。
结果与结论：500和1 000 μmol/L浓度枸橼酸铁铵与软骨细胞共培养48 h可成功建立软骨细胞铁过载模型。枸橼酸铁铵能够诱导软骨细胞内铁过载，且铁过载会破坏线粒体功能，增加细胞内活性氧的水平，软骨细胞的功能活性受损，分泌Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖等基质成分的能力下降，导致关节软骨自身修复难度进一步加大，这为今后进一步研究铁过载对软骨细胞的损伤机制以及探索治疗铁过载性关节炎的有效治疗药物奠定基础。
https://orcid.org/0000-0003-2753-2536(何琪)

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软骨细胞中SIRT1基因敲减后作用状态不明确信号通路及对相关疾病或功能的影响

叶海明, 曾晖, 杨琪, 张耕, 翁鉴, 于斐

中国组织工程研究 2024, 28 (20): 3123-3129. DOI: 10.12307/2024.352

摘要（597）

PDF （1192KB）（2723）

文题释义：

高通量技术：该文中主要指基因芯片技术，是以同源DNA分子杂交为基本工作原理而设计的检测方法，能够检测某一物种所有mRNA的基因层面变化情况。
沉默信息调节因子1：位于人10号染色体，是哺乳动物中研究最为深入的Ⅲ型去乙酰化酶基因，通过催化蛋白质赖氨酸ε位去乙酰化而起到调节相关蛋白功能的作用。

背景：沉默信息调节因子1以去乙酰化的方式调控软骨细胞中相关蛋白的功能，参与软骨细胞增殖分化，促进软骨缺损修复。

目的：利用高通量技术筛选软骨细胞中沉默信息调节因子1基因敲减后作用状态不明确的信号通路以及产生变化的疾病或功能。
方法：取处于对数生长期的小鼠ATDC5软骨细胞，分2组转染：对照组转染沉默信息调节因子1基因敲减阴性对照慢病毒，实验组转染沉默信息调节因子1基因敲减慢病毒。转染72 h后，利用小鼠基因表达谱芯片GeneChip® Mouse Genome 430 2.0 Array检测mRNA的基因层面变化情况，应用生物信息学技术筛选激活或抑制不明确的信号通路以及这些信号通路相关因子，并分析疾病或功能模块的富集情况。

结果与结论：①沉默信息调节因子1基因敲减后，小鼠ATDC5软骨细胞中激活或抑制状态不明确的信号通路有245条；②根据-log(P-value)排序选择排前20的激活或抑制状态不明确信号通路中的因子情况进行报道，包括IGFBP4、TGFBR1、CTGF、COL4A5、LHX2、IL1RL1、KLF6等；③根据-log(P-value)进行排序，细胞生长和增殖、生物体存活和细胞死亡与存活等14个疾病和功能密切相关模块明显变化；根据差异基因数量排序，生物体损伤和异常、癌症和细胞死亡与存活3个疾病和功能密切相关模块明显变化；根据-log(P-value)与差异基因数量综合排序，固有免疫应答这一疾病和功能模块被显著激活。

https://orcid.org/0009-0008-5401-0470(叶海明)

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复方双氯芬酸钠对骨关节炎大鼠软骨形态及氧化应激的影响

周志洁, 张兰云, 李凤国, 张国辉

中国组织工程研究 2023, 27 (26): 4154-4160. DOI: 10.12307/2023.189

摘要（574）

PDF （1154KB）（536）

文题释义：

Wistar大鼠：是一种大鼠，1970年由美国维斯塔尔研究所养育而成，现已经是世界各国实验室中常见的大鼠，也是中国使用相对较广泛、用量最大的一种鼠，其主要特点为头宽耳长、尾短、繁殖力强、产仔多、生长发育快、性情温顺、抗感染能力强；自发性肿瘤发生率
较低。
基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMPs)：因需要Ca、Zn等金属离子做为辅助因子而得名。其家族成员具有相似的结构，一般由5个功能不同的结构域组成。各种MMPs之间具有一定的底物特异性，同一种MMPs可降解各种细胞外基质成分，而某一种细胞外基质成分又可被多种MMPs降解。

背景：复方双氯芬酸钠是镇痛解热、非类固醇药物，其被广泛用于缓解轻至中度疼痛，治疗类风湿关节炎、骨关节炎和强直性脊柱炎、骨关节炎、肌肉骨骼损伤等，但目前关于其对骨关节炎的作用机制报道较少。
目的：探究复方双氯芬酸钠对骨关节炎大鼠基质金属蛋白酶1、软骨形态及氧化应激的影响。
方法：采用木瓜蛋白酶关节腔内注射建立骨关节炎大鼠模型，将Wistar大鼠随机分为空白组，骨关节炎模型组、复方双氯芬酸钠低、中、高剂量组、塞来昔布组。测量各组大鼠右侧膝关节的肿胀程度；ELISA检测关节积液中肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β、基质金属蛋白酶1水平，并检测氧化应激指标超氧化物歧化酶、丙二醛、谷胱甘肽过氧化物酶含量；比较各组大鼠关节软骨组织形态和Mankin评分；蛋白质印迹法检测关节软骨中基质金属蛋白酶1、基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶13蛋白表达。

结果与结论：①在造模后和给药前，和空白组相比，模型组大鼠右膝关节均出现了不同程度的红肿，但无紫红色斑和结节等变化；给药后，和模型组相比，复方双氯芬酸钠低、中、高剂量组和塞来昔布组大鼠右膝关节红肿程度明显减轻(P < 0.05)；②模型组大鼠关节腔积液中肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β、基质金属蛋白酶1水平较空白组增加(P < 0.05)；低、中、高剂量组和塞来昔布组大鼠关节腔积液中肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β、基质金属蛋白酶1水平均低于模型组(P < 0.05)；③和空白组相比，模型组大鼠超氧化物歧化酶活性和谷胱甘肽过氧化物酶含量均显著降低，丙二醛浓度升高(P < 0.05)；和模型组相比，各给药组大鼠超氧化物歧化酶活性和谷胱甘肽过氧化物酶含量均升高，丙二醛浓度均降低，且复方双氯芬酸钠高剂量组变化最显著(P < 0.05)；④模型组大鼠Mankin评分高于空白组(P < 0.05)；和模型组相比，各给药组大鼠Mankin评分均显著降低，且复方双氯芬酸钠高剂量组降低最显著(P < 0.05)；⑤模型组大鼠软骨组织中基质金属蛋白酶1、基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶13蛋白表达高于空白组(P < 0.05)；各给药组大鼠软骨组织中3种基质金属蛋白酶蛋白表达均低于模型组(P < 0.05)；⑥结果说明，复方双氯芬酸钠可以改善骨关节炎大鼠软骨形态，降低氧化应激损伤，抑制软骨组织中基质金属蛋白酶1表达，进而对骨关节起到治疗作用。

https://orcid.org/0000-0002-9238-1183(周志洁)

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葡萄籽提取物抑制大鼠生长板软骨细胞凋亡及促进胫骨的生长

宁桃丽, 谢艳, 王娜, 王庆丰, 吉建, 张冬纳

中国组织工程研究 2024, 28 (20): 3216-3222. DOI: 10.12307/2024.310

摘要（553）

PDF （1878KB）（1326）

文题释义：

细胞凋亡：又称细胞程序性死亡，是一定条件下有核细胞启动的自身内部机制，细胞凋亡后期的共同途径是Caspase。有研究表明，软骨终板细胞凋亡可能的主要途径是线粒体途径，由Caspase-9起始。
Caspase-9：是含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶家族成员之一，称为启动Caspase，位于细胞凋亡信号转导通路级联反应上游，是内源性凋亡通路中的关键蛋白。

背景：已有文献报道，葡萄籽提取物在抑制雄激素依赖型肿瘤的生长(如乳腺癌等)方面具有一定的作用，因此理论上葡萄籽提取物可以抑制青少年后期由于雌激素产生的骨骺闭合现象。

目的：观察葡萄籽提取物对大鼠生长板软骨细胞凋亡及骨骺闭合的影响。
方法：①体外实验：取对数生长期的大鼠胫骨及股骨生长板软骨细胞，分组培养：正常对照组、模型对照组(加入17β雌二醇诱导细胞凋亡)、阳性对照组(加入来曲唑与17β雌二醇)、葡萄籽提取物组(加入17β雌二醇和10 µg/mL葡萄籽提取物)、Caspase-9抑制剂组(加入17β雌二醇和Caspase-9抑制剂)、Caspase-9激动剂组(加入17β雌二醇和Caspase-9激动剂)，培养48 h后，采用流式细胞术检测细胞凋亡。②体内实验：将30只3月龄SD大鼠随机分为模型对照组、阳性对照组及药物低、中、高剂量组，每组5只，均皮下注射17β雌二醇(3次/周)建立骨骺闭合模型，阳性对照组灌胃给予来曲唑，药物低、中、高剂量组分别灌胃给予0.05，0.2，0.8 g/kg的葡萄籽提取物，1次/d，直至模型对照组大鼠胫骨平台骨骺闭合2/3以上停药，观察各组大鼠胫骨长度。将18 只SD大鼠随机分为模型对照组、阳性对照组、药物中剂量组，每组6只，按照如上方法处理，连续给药1.5个月后，Western blot检测大鼠胫骨生长板软骨Caspase-9蛋白表达。

结果与结论：①体外实验：17β雌二醇可诱发生长板软骨细胞的凋亡，而来曲唑、葡萄籽提取物与Caspase-9抑制剂均可抑制生长板软骨细胞的凋亡；②体内实验：当模型对照组大鼠胫骨平台骨骺闭合2/3以上时，阳性对照组、药物中剂量组骨骺闭合数量少于模型对照组(P < 0.05)，且胫骨长度大于模型对照组(P < 0.05)，胫骨生长板软骨Caspase-9蛋白表达低于模型对照组(P < 0.05)；③结果表明：适宜浓度的葡萄籽提取物可有效抑制生长板软骨细胞的凋亡并延迟骨骺闭合，具有促进骨骼生长的潜能。

https://orcid.org/0009-0006-1970-4608(宁桃丽)

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

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人工虎骨粉改善脊柱骨关节炎大鼠脊柱小关节的退变及关节软骨免疫微环境

李雯, 赵婧宜, 胡雯, 熊彬, 唐超

中国组织工程研究 2025, 29 (26): 5511-5519. DOI: 10.12307/2025.778

摘要（553）

PDF （2933KB）（1309）

文题释义：
骨关节炎：是一种以关节软骨损害为主，并累及整个关节组织最常见的关节疾病，最终发生关节软骨退变、纤维化、断裂、溃疡及整个关节面的损害，表现为关节疼痛、僵硬、肥大及活动受限。
人工虎骨粉：是一种天然虎骨的仿生中成药，其有效成分和药理作用与天然虎骨一致，具有抗炎、镇痛、增强机体免疫力、促进骨折愈合等功效，适用于关节炎、风湿、骨质疏松等疾病。

背景：脊柱骨关节炎是以脊柱小关节、关节韧带和肌腱为主要表现的慢性炎症性疾病，是慢性腰痛的主要原因。人工虎骨粉具有抗炎和缓解疼痛的生物作用，因此有望为脊柱骨关节炎治疗提供新的策略。
目的：探讨人工虎骨粉调控白细胞介素23/白细胞介素17(IL-23/IL-17)免疫轴炎症因子表达水平改善大鼠脊柱骨关节炎的分子作用机制。
方法：60只大鼠随机分为空白对照组、模型组及人工虎骨粉低、中、高剂量组，每组12只。除空白对照组外，其余各组通过对大鼠腰椎关节囊关节腔内注射碘乙酸0.1 mL建立骨关节炎模型。造模15 d后人工虎骨粉低、中、高剂量组分别按120，240，480 mg/(kg•d)灌胃给药治疗，空白对照组、模型组给予等体积生理盐水灌胃。给药21 d后，采用Western Blot法测量大鼠脊柱关节软骨中白细胞介素17、白细胞介素23、基质金属蛋白酶3、趋化因子受体6的表达水平；ELISA法检测大鼠血清中相关炎症因子的表达水平；应用苏木精-伊红染色和番红 O-固绿染色法观察大鼠关节损伤退变程度。
结果与结论：①Western Blot检测结果显示，人工虎骨粉高剂量组大鼠的关节软骨中白细胞介素17、白细胞介素23、基质金属蛋白酶3、趋化因子受体6的表达水平较模型组显著降低(P < 0.05)；②ELISA检测结果显示，与模型组相比，人工虎骨粉中、高剂量组大鼠的血清白细胞介素17、肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β、基质金属蛋白酶3水平下调效果显著(P < 0.05)； ③苏木精-伊红染色和番红 O-固绿染色显示，人工虎骨粉各剂量组大鼠滑膜炎症细胞浸润及增生情况较模型组明显改善，其中人工虎骨粉中、高剂量组病理炎症国际骨关节炎研究学会评分及Mankin’s 评分显著降低(P < 0.05)；④提示人工虎骨粉可明显改善碘乙酸化学刺激引起的大鼠脊柱小关节的炎症及退变，其中高剂量组效果更显著，其机制可能是通过抑制IL-23/IL-17免疫轴相关炎症因子的表达，改善关节软骨免疫微环境。

https://orcid.org/0009-0006-4072-323X(李雯)

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电针干预老年膝骨关节炎大鼠关节软骨及软骨下骨P53、P21的表达

黄夏荣, 胡莉芝, 孙光华, 彭昕珂, 廖瑛, 廖源, 刘静, 尹林伟, 钟培瑞, 彭婷, 周君, 屈萌艰

中国组织工程研究 2024, 28 (8): 1174-1179. DOI: 10.12307/2023.955

摘要（550）

PDF （1190KB）（639）

文题释义：

骨关节炎：是一种与年龄、性别、肥胖和关节损伤相关的异质性疾病，其病理表现主要为关节软骨的软化、纤维化、溃疡形成和缺失，软骨下骨硬化、骨赘形成及滑膜炎等。
关节软骨：是一种复杂的特殊结构，其覆盖在组成关节的骨端，功能是为关节在一定范围的活动提供一种低摩擦的接触表面，并可缓冲关节活动过程中的冲击力。

背景：膝骨关节炎的治疗方法有很多，其中电针作为一种重要的非药物治疗方法，治疗膝骨关节炎疗效确切，目前其确切的作用机制尚不明确。

目的：探讨电针对老年大鼠膝骨关节炎关节软骨及软骨下骨P53、P21表达的影响。
方法：青年组为8只6月龄SD雄性大鼠，16只24月龄SD雄性大鼠按随机抽样法分为老年组和电针组，每组8只。电针组大鼠接受电针刺激，每周5 d，1次/d，连续刺激8周，其余两组不做处理。8周后取材，ELISA法检测外周血Ⅱ型胶原C端肽水平，番红O-固绿染色对左膝关节软骨及软骨下骨进行形态学观察；改良Mankin’s评分评估膝关节软骨退变程度；显微CT检测左膝关节软骨及软骨下骨微结构；RT-qPCR、Western blot检测右膝关节软骨及软骨下骨基质金属蛋白酶13、P53、P21 mRNA及蛋白表达水平。

结果与结论：①与青年组相比，老年组大鼠外周血Ⅱ型胶原C端肽水平升高(P < 0.05)；显微CT显示老年组大鼠骨体积分数、骨密度、骨小梁数量均降低(P < 0.05)，骨小梁分离度增大(P < 0.05)；番红O-固绿染色显示老年组大鼠软骨表层不平整，出现裂层，软骨细胞形态不均，染色不均匀，软骨与软骨下骨分界模糊，基质损失严重；Mankin’s评分增加(P < 0.05)；基质金属蛋白酶13、P53、P21 mRNA表达升高(P < 0.05)，蛋白表达升高(P < 0.05)；②与老年组相比，电针组大鼠Ⅱ型胶原C端肽水平降低(P < 0.05)；显微CT显示电针组大鼠骨体积分数、骨密度、骨小梁数量均升高(P < 0.05)，骨小梁分离度减小(P < 0.05)；番红O-固绿染色显示软骨表面较平整，红染较均匀，细胞形态结构介于青年组和老年组之间；Mankin’s 评分降低(P < 0.05)；基质金属蛋白酶13、P21 mRNA表达降低(P < 0.05)，P53 mRNA表达有降低趋势，但差异无显著性意义(P > 0.05)；基质金属蛋白酶13、P53蛋白表达降低(P < 0.05)，P21蛋白表达有下降趋势，差异无统计学意义(P > 0.05)；③结果表明电针可能通过抑制P53和P21的表达而延缓老年大鼠关节软骨退变，并抑制关节软骨下骨骨质疏松，从而达到保护关节的作用延缓关节衰老。

https://orcid.org/0000-0001-9215-5744(黄夏荣)

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葡萄籽提取物抑制大鼠生长板软骨细胞凋亡促进胫骨生长

张莎莎, 王娜, 李勇军

中国组织工程研究 2024, 28 (16): 2494-2499. DOI: 10.12307/2024.324

摘要（545）

PDF （1533KB）（422）

文题释义：

葡萄籽提取物(grape seed extract，GSE)：是从葡萄籽中提取得到的一类具有较高生物活性及药理作用的天然多酚类物质，其能够通过抑制氧化应激，调节机体免疫功能发挥抗癌及改善神经功能等多种功效。新近研究显示，葡萄籽提取物中葡萄籽原花青素能够抑制软骨细胞凋亡和衰老，改善骨关节炎。
生长板：是骨头两头的分裂组织，也就是软骨组织，发育结束了分裂组织会钙化，成为正常骨头。生长板是儿童特有的结构，也是生长期骨骼生长发育的重要部位。

背景：葡萄籽提取物具有抑制软骨细胞凋亡和衰老、改善骨关节炎作用，但是有关葡萄籽提取物对生长板软骨细胞凋亡及胫骨生长的影响尚不清楚。

目的：探讨葡萄籽提取物对白细胞介素1β诱导大鼠生长板软细胞凋亡的作用及对胫骨生长的影响。
方法：①细胞实验：体外分离、培养及鉴定SD大鼠生长板软骨细胞，实验分为对照组、模型组、葡萄籽提取物组、miR-138-5p NC组、miR-138-5p inhibitor组。对照组细胞常规培养；模型组细胞以20 ng/mL白细胞介素1β诱导生长板软骨细胞凋亡模型；葡萄籽提取物组加入20 ng/mL白细胞介素1β，同时加入10 μmol/L葡萄籽提取物溶液共培养48 h；miR-138-5p NC组细胞转染5 nmol/L miR-138-5p NC 12 h后，其余操作同模型组；miR-138-5p inhibitor组细胞转染5 nmol/L miR-138-5p inhibitor 12 h后，其余操作同模型组。qRT-PCR检测miR-138-5p和caspase-3表达；荧光素酶报告实验分析miR-138-5p和caspase-3靶向关系；CCK-8检测细胞增殖活性；流式细胞术检测细胞凋亡情况；Western blot检测caspase-3、Bcl-2蛋白表达。②动物实验：实验分为正常对照组、葡萄籽提取物组和miR-138-5p inhibitor组，观察葡萄籽提取物对大鼠胫骨平台骨骺闭合及胫骨生长的影响。

结果与结论：①miR-138-5p与caspase-3存在靶向关系。②与对照组相比，模型组细胞增殖能力显著降低，凋亡显著增加(P < 0.01)，miR-138-5p和Bcl-2表达降低(P < 0.01)，caspase-3表达增加(P < 0.01)；与模型组相比，葡萄籽提取物组细胞增殖能力显著增加，凋亡显著降低(P < 0.01)，miR-138-5p和Bcl-2表达升高(P < 0.01)，caspase-3表达降低(P < 0.01)；与葡萄籽提取物组相比，miR-138-5p inhibitor组细胞增殖能力显著降低，凋亡显著增加(P < 0.01)，miR-138-5p和Bcl-2表达降低(P < 0.05或P < 0.01)，caspase-3表达增加(P < 0.05)。③大鼠给予葡萄籽提取物灌胃处理后能够延缓胫骨平台骨骺闭合，促进胫骨生长，而给予miR-138-5p inhibitor干预后能够抑制葡萄籽提取物对大鼠胫骨生长的作用。④结果说明，葡萄籽提取物能够通过调控miR-138-5p/caspase-3通路抑制大鼠生长板软骨细胞凋亡，改善大鼠胫骨平台骨骺闭合，促进胫骨生长。

https://orcid.org/0009-0004-7069-6311(张莎莎)

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Compound 3k治疗骨关节炎：调控氧化应激通路改善软骨细胞糖酵解的作用机制

郭素蓉, 曹士盛, 穆星彤, 杨青, 张娟

中国组织工程研究 2025, 29 (2): 363-370. DOI: 10.12307/2025.201

摘要（542）

PDF （2075KB）（825）

文题释义：
糖酵解：是指在无氧条件下，葡萄糖在细胞质中被分解成为丙酮酸的过程，期间每分解一分子葡萄糖产生两分子丙酮酸以及两分子ATP，属于糖代谢的一种类型。一共10步反应，包括3种关键限速酶：己糖激酶、6-磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。
缺氧诱导因子1α：是介导细胞参与缺氧反应的重要转录调控因子，在骨关节炎代谢调节中属于核心角色。

背景：骨关节炎现已被认为是一种代谢性疾病，既往研究表明糖酵解在骨关节炎的发生发展中起重要作用。Compound 3k作为一种新型糖酵解小分子抑制剂，具有抗炎及抗肿瘤等功效，因此可靶向糖酵解，有望为骨关节炎治疗提供新的思路。
目的：基于缺氧诱导因子1α/活性氧的氧化应激通路探究Compound 3k在糖酵解过度活跃所导致的骨关节炎中的作用机制。
方法：取对数生长期的ATDC5成软骨细胞，用10 ng/mL白细胞介素1β作用24 h诱导骨关节炎体外细胞模型，以CCK-8法检测不同浓度(0.25，0.5，1，2.5，5，10，15 μmol/L)Compound 3k的细胞毒性，选出合适浓度进行后续实验。将软骨细胞随机分为对照组、模型组、治疗组，模型组以10 ng/mL的白细胞介素1β诱导，治疗组以Compound 3k预刺激2 h后与白细胞介素1β共培养，用CCK-8法检测各组细胞增殖情况；用ELISA试剂盒检测各组细胞炎症水平；用试剂盒检测各组细胞活性氧、细胞外乳酸脱氢酶及葡萄糖含量；qRT-PCR及Western blot检测相关炎症因子白细胞介素6、肿瘤坏死因子α及糖酵解相关基因葡萄糖转运蛋白1、甘油醛3-磷酸脱氢酶、单羧酸转运蛋白1和缺氧诱导因子1α的表达水平。
结果与结论：①与对照组相比，模型组细胞增殖活性下降、糖酵解水平活跃，表现为细胞外乳酸脱氢酶含量增加(P < 0.001)，葡萄糖含量减少(P < 0.001)，相关炎症因子白细胞介素6(P < 0.000 1)及肿瘤坏死因子α(P < 0.001)，糖酵解相关基因葡萄糖转运蛋白1(P < 0.001)、甘油醛3-磷酸脱氢酶(P < 0.001)、单羧酸转运蛋白1(P < 0.001)及缺氧诱导因子1α(P < 0.001)的表达水平均上调，并伴随氧化应激，活性氧过量产生。②与模型组相比，Compound 3k的治疗有效提高细胞增殖活性，抑制过度活跃的糖酵解水平的同时，抑制了骨关节炎软骨细胞炎症
(P < 0.001)及糖酵解相关基因的表达(P < 0.001)，且抑制氧化应激，缺氧诱导因子1α的表达水平下调(P < 0.000 1)，活性氧水平下降。③上述结果证实，Compound 3k抑制了白细胞介素1β诱导的软骨细胞炎症，其机制可能与糖酵解及缺氧诱导因子1α/活性氧介导的氧化应激有关。
https://orcid.org/0009-0008-7285-6664(郭素蓉)
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荣筋拈痛方调控软骨基质代谢防治膝骨关节炎

赵忠胜, 郑若曦, 林洁, 陈俊, 叶锦霞, 付长龙, 吴广文

中国组织工程研究 2023, 27 (20): 3195-3201. DOI: 10.12307/2023.405

摘要（512）

PDF （1629KB）（210）

文题释义：

长链非编码RNA：是全长大于200个核苷酸的非编码RNA，占非编码RNA的80%，缺乏翻译成蛋白的能力，可通过染色质重塑、竞争性内源性RNA、mRNA稳定和支架蛋白募集等多种机制影响基因的转录和转录后表达。
基质金属蛋白酶：是一大类具有相似结构的蛋白酶，构成了细胞外基质降解最重要的蛋白水解系统，基质金属蛋白酶在软骨基质降解中起重要作用。

背景：前期研究发现荣筋拈痛方能有效抑制软骨基质降解。长链非编码RNA GAS5可作为竞争性内源性RNA吸附miR-21-5p调控基质金属蛋白酶的表达，进而影响关节软骨基质代谢。但荣筋拈痛方是否通过长链非编码RNA GAS5/miR-21调控软骨基质代谢，发挥防治骨关节炎的作用机制有待深入研究。
目的：从长链非编码RNA GAS5/miR-21调控软骨基质合成与分解代谢角度，探讨荣筋拈痛方治疗SD大鼠膝骨关节炎的作用机制。
方法：SPF级8周龄雄性SD大鼠60只，随机分为4组，即空白组、模型组、治疗组及对照组，每组15只。后3组采用改良Hulth法建立大鼠膝骨关节炎模型。造模后2周，空白组和模型组予生理盐水，治疗组予荣筋拈痛方汤剂，对照组予盐酸氨基葡萄糖胶囊水溶液，每天灌胃一次，共干预12周。药物干预结束后取材，采用苏木精-伊红染色、改良番红O-固绿染色观察软骨组织显微结构形态变化，实时荧光定量PCR法检测长链非编码RNA GAS5、miR-21的表达及基质代谢因子mRNA的表达，Western blot法检测软骨组织中基质代谢因子蛋白的表达。
结果与结论：①软骨显微结构观察，模型组软骨4层结构紊乱，排列不规律，潮线及黏合线不规则或消失，软骨细胞增生肥大且排列紊乱，软骨下骨增生，胶原、蛋白多糖大量丢失；治疗组和对照组软骨4层结构、潮线可辨，软骨细胞排列较规律，软骨下骨结构较完整，胶原、蛋白多糖部分丢失；②与空白组相比，模型组软骨组织中长链非编码RNA GAS5及基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶9、基质金属蛋白酶13、血小板反应蛋白解整合素金属肽酶5 mRNA表达量升高(P < 0.01或P < 0.05)，治疗组、对照组与模型组相比表达量降低(P < 0.01或P < 0.05)；模型组软骨组织中miR-21及组织金属蛋白酶抑制因子3、Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖mRNA表达量降低(P < 0.01或P < 0.05)，治疗组、对照组与模型组相比表达量升高(P < 0.05)；③与空白组相比，模型组软骨组织中组织金属蛋白酶抑制因子3、Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖蛋白表达降低(P < 0.01或P < 0.05)，治疗组和对照组中表达升高(P < 0.01或P < 0.05)；模型组软骨组织中基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶9、基质金属蛋白酶13、血小板反应蛋白解整合素金属肽酶5蛋白表达升高(P < 0.01或P < 0.05)，治疗组和对照组中表达降低(P < 0.01或
P < 0.05)；④提示荣筋拈痛方下调膝骨关节炎大鼠软骨组织中长链非编码RNA GAS5、基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶9等的表达，上调miR-21、组织金属蛋白酶抑制因子3、Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖的表达，影响软骨基质分解和合成代谢，减少软骨基质中胶原、蛋白多糖的丢失，延缓软骨基质降解，减轻软骨组织形态结构的破坏。
https://orcid.org/0000-0002-1470-0396(赵忠胜)

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疏调经筋推拿可维持膝骨关节炎软骨损伤兔软骨细胞内环境的稳定

郑利君, 王凯, 李牧真, 王建民, 乔英杰, 李华东

中国组织工程研究 2023, 27 (35): 5681-5687. DOI: 10.12307/2023.819

摘要（511）

PDF （1613KB）（257）

文题释义：

膝骨关节炎：以膝关节疼痛、肿胀、进而僵硬、变形为主要特征，后期出现膝关节功能障碍甚或下肢畸形。该病主要侵袭关节软骨、软骨下骨以及滑膜组织，甚或累及周围韧带及肌肉组织，关节软骨的损伤退变是其病理学基础。

疏调经筋：膝为筋之府，筋为骨用，通过恢复经筋的正常形态结构及位置、改善经筋的功能，使经筋柔顺，通过柔筋、松筋、强筋达到约束骨骼的作用，使经筋和骨骼同时达到治疗目的。

背景：在前期应用中发现疏调经筋推拿法能有效改善膝骨关节炎的临床症状，但其治疗机制有待验证。
目的：探讨疏调经筋推拿法对膝骨关节炎的干预作用及其可能的作用机制。
方法：34只雄性新西兰兔随机分为空白组(9只)及造模组(25只)，造模组膝关节腔内注射4%木瓜蛋白酶溶液建立膝骨关节炎兔模型。6周后两组各随机挑选1只进行软骨苏木精-伊红染色及Mankin’s 评分，模型评估后，造模组随机分为模型对照组、推拿组及氨糖组，每组8只。推拿组采取“疏调经筋推拿法”，隔日1次；氨糖组采用硫酸氨基葡萄糖胶囊水溶液灌胃，每日1次；共干预4周。干预结束1周后，番红O-固绿染色镜下观察软骨病理形态；Western blot、免疫组织化学染色法检测软骨组织中细胞外信号调节激酶1/2、核转录因子κB p65、Bcl-2、Bax、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3蛋白表达水平；ELISA法测定外周血清和关节液中白细胞介素1β的质量浓度。

结果与结论：①软骨切片镜下观察：模型对照组软骨表面缺损、破坏，软骨层变薄，软骨细胞异常簇状聚集，潮线破坏；推拿组软骨表面无明显缺损、破坏，软骨细胞排列基本正常，无明显异常聚集，潮线较规整；氨糖组与模型对照组相比未见明显改善；②与空白组相比，模型对照组细胞外信号调节激酶1/2、核转录因子κB p65、Bax、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3蛋白表达水平升高(P < 0.01)，Bcl-2表达降低(P < 0.01)；推拿组兔细胞外信号调节激酶1/2、核转录因子κB p65、Bax、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3蛋白表达水平明显低于模型对照组(P < 0.01)，稍低于氨糖组(P < 0.05)；Bcl-2表达明显高于模型对照组(P < 0.01)，稍高于氨糖组(P < 0.05)；③与空白组相比，模型对照组关节液、外周血清中白细胞介素1β质量浓度显著增高(P < 0.01)；与模型对照组相比，推拿组白细胞介素1β质量浓度降低(P < 0.01)；氨糖组白细胞介素1β质量浓度高于推拿组(P < 0.01)；④提示“疏调经筋推拿法”可以抑制软骨退变，延缓膝骨关节炎进展，可能是通过调节白细胞介素1β的分泌及释放、并通过白细胞介素1β与细胞外信号调节激酶1/2-核转录因子κB信号通路相互作用、抑制软骨细胞过度凋亡、维持软骨细胞内环境稳定、修复损伤软骨来实现的。

https://orcid.org/0000-0002-2882-6969(郑利君)

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黄芪甲苷对炎性损伤软骨细胞的保护作用

廖建钊, 杨楠, 周毅, 许航, 夏天, 宋世雷, 曾麒, 陈跃平

中国组织工程研究 2023, 27 (14): 2158-2163. DOI: 10.12307/2023.120

摘要（489）

PDF （1423KB）（140）

文题释义：
骨关节炎：由多因素引起关节软骨纤维化、皲裂等的退行性疾病，病理表现为关节软骨变性破坏、软骨下骨硬化或囊变等，可以导致关节疼痛、畸形和活动功能障碍，进而增加心血管事件的发生率及全因死亡率，是目前常见且难治的骨科疾病之一。
黄芪甲苷：是骨科常用中药黄芪的主要有效成分之一。现代药理学研究表明，黄芪甲苷可用于增强机体免疫力、抗病毒、抗应激、抗炎等作用，是一种具有较高研究价值的中药单体。

背景：在骨关节炎的发生、发展过程中，软骨病变是其中的关键环节，探究软骨细胞功能、开发具有软骨细胞保护作用及促软骨细胞分泌Ⅱ型胶原等的药物，是当前探索骨关节炎临床治愈的重要手段。
目的：研究黄芪甲苷对白细胞介素1β诱导的软骨细胞炎性损伤的保护作用，探讨Hippo-YAP通路是否参与到该作用中及其潜在的作用机制。
方法：分离培养SD大鼠乳鼠胫骨与股骨软骨细胞。取对数生长期软骨细胞，分5组：空白组常规培养，模型组加入白细胞介素1β诱导软骨细胞炎性损伤，黄芪甲苷组加入白细胞介素1β+黄芪甲苷，NC-siRNA组转染NC-siRNA+白细胞介素1β+黄芪甲苷，YAP1-siRNA转染组转染YAP1-siRNA+白细胞介素1β+黄芪甲苷。各组细胞培养48 h后，进行相关检测。
结果与结论：①模型组细胞活力低于空白组(P < 0.05)，黄芪甲苷组、NC-siRNA组、YAP1-siRNA转染组细胞活力高于模型组(P < 0.05)，YAP1-siRNA转染组细胞活力高于NC-siRNA组(P < 0.05)；②模型组细胞相凋亡率高于空白组(P < 0.05)，黄芪甲苷组、NC-siRNA组、YAP1-siRNA转染组细胞相凋亡率低于模型组(P < 0.05)，YAP1-siRNA转染组细胞相凋亡率低于NC-siRNA组(P < 0.05)；③RT-qPCR检测显示，模型组金属基质蛋白酶1、组织金属蛋白酶抑制物1 mRNA表达高于空白组(P < 0.05)，YAP1、TEAD1 mRNA表达低于空白组(P < 0.05)；黄芪甲苷组YAP1 mRNA表达高于模型组(P < 0.05)；YAP1-siRNA组金属基质蛋白酶1、组织金属蛋白酶抑制物1 mRNA表达高于NC-siRNA组(P < 0.05)，YAP1、TEAD1 mRNA表达低于NC-siRNA组(P < 0.05)；④Western Blot检测显示，模型组金属基质蛋白酶1、组织金属蛋白酶抑制物1、YAP1蛋白表达高于空白组(P < 0.05)，Ⅱ型胶原、TEAD1、p-YAP1蛋白表达低于空白组(P < 0.05)；YAP1-siRNA组金属基质蛋白酶1、织金属蛋白酶抑制物1蛋白表达高于NC-siRNA组(P < 0.05)，Ⅱ型胶原、TEAD1、p-YAP1蛋白表达低于NC-siRNA组(P < 0.05)；⑤结果表明，黄芪甲苷对白细胞介素1β诱导的软骨细胞炎性损伤存在保护作用，该作用可能与Hippo-YAP通路有关。

https://orcid.org/0000-0001-8499-4724(廖建钊)

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游泳运动对老年膝骨关节炎小鼠软骨的保护效应

朱仕杰, 杨轶婷, 曹宇汀, 郑良栋, 林开利, 朱睿

中国组织工程研究 2024, 28 (20): 3170-3175. DOI: 10.12307/2024.353

摘要（489）

PDF （1268KB）（250）

文题释义：

细胞外基质：产生于多细胞有机体中，细胞周围由多种大分子组成的复杂网络，主要由5类物质组成，即胶原蛋白、非胶原蛋白、弹性蛋白、蛋白聚糖与氨基聚糖。研究表明，细胞外基质含有大量信号分子，积极调控细胞活动。其中，软骨细胞外基质可保护软骨细胞免受机械应力的破坏作用。

Ⅱ型胶原：胶原蛋白有不同的类型，其中Ⅱ型胶原主要由软骨细胞产生，多存在于骨骼、关节、肌腱等组织，它是由丝状的胶原蛋白纤维与弹性蛋白及多糖蛋白相互交织形成的网状结构，具有一定的机械强度。

背景：游泳运动是膝骨关节炎重要的非药物治疗手段，可以有效缓解膝骨关节炎，但目前游泳运动对老年膝骨关节炎的影响和机制尚不明确。

目的：探讨游泳运动对老年膝骨关节炎小鼠关节软骨的影响。
方法：将6只3月龄雄性C57BL/6小鼠作为年轻组，将12只18月龄雄性C57BL/6小鼠随机分为老年组和游泳组，每组6只。游泳组小鼠进行1周的适应性游泳和8周的正式游泳运动。干预结束后，对各组小鼠进行步幅分析和取材。通过血常规检测外周血白细胞和淋巴细胞总数；苏木精-伊红染色和番红O-固绿染色法观察软骨形态；软骨细胞计数和改良Mankin’s评分评估关节软骨损伤程度；免疫组织化学染色和RT-qPCR法检测关节软骨中Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖和基质金属蛋白酶13的蛋白和mRNA表达。

结果与结论：①与年轻组相比，老年组小鼠步幅明显下降(P < 0.05)，外周血白细胞和淋巴细胞计数均明显升高(P < 0.05)，关节软骨表面不平整、软骨细胞异常、蛋白多糖丢失，软骨细胞计数显著下降(P < 0.05)，改良Mankin’s评分明显升高(P < 0.05)，Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖的蛋白和mRNA表达减少(P < 0.05)、基质金属蛋白酶13的表达增加(P < 0.05)。②与老年组相比，游泳组小鼠步幅明显上升(P < 0.05)，外周血的淋巴细胞计数明显下降(P < 0.05)，关节软骨表面较平整、软骨细胞较正常、蛋白多糖丢失较少，软骨细胞计数显著升高(P < 0.05)，改良Mankin’s评分明显下降(P < 0.05)，Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖的蛋白和mRNA表达增加(P < 0.05)、基质金属蛋白酶13的表达减少(P < 0.05)。③结果说明，游泳运动可减少老年小鼠的血中炎性细胞，改善关节软骨细胞、基质成分及软骨组织形态，对老年膝骨关节炎小鼠软骨具有保护效应。

https://orcid.org/0000-0001-9831-0741(朱仕杰)

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

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人骨关节炎软骨细胞上调成骨细胞中骨保护素的作用途径

李家乐, 罗达胜, 郑刘杰, 刘伟, 姚运峰

中国组织工程研究 2024, 28 (26): 4194-4201. DOI: 10.12307/2024.419

摘要（485）

PDF （1426KB）（207）

文题释义：

印度刺猬蛋白(Indian hedgehog protein，IHH)：是一种细胞信号蛋白，其是刺猬蛋白(Hedgehog protein，Hh)家族的成员之一，Hh在胚胎及出生后器官发育中起到重要的调控作用。近年研究发现IHH在骨关节炎的发生和发展中也起到调控作用。
OPG/RANKL比值：OPG能够通过结合RANKL阻断 RANKL与其受体RANK结合抑制破骨细胞成熟，进而抑制骨吸收，因此OPG和RANKL的相对浓度和平衡决定了骨吸收和骨形成的平衡。当OPG的浓度高于RANKL时，骨吸收被抑制，有利于骨形成；相反，当RANKL的浓度高于OPG时，骨吸收增加，导致骨丢失。

背景：研究发现上调的刺猬蛋白信号将导致骨关节炎标志物蛇毒蛋白Runx2、聚蛋白多糖酶5、COL10A1以及基质金属蛋白酶13的升高，而抑制刺猬蛋白能减轻骨关节炎的严重程度。猜测骨关节炎软骨细胞能够通过印度刺猬蛋白(Indian hedgehog protein，IHH)信号通路影响成骨细胞来影响骨的形成。

目的：探索人骨关节炎软骨细胞对软骨下成骨细胞的影响。
方法：收集骨关节炎患者的胫骨平台标本，使用酶解法提取软骨细胞，利用酶预消化+骨块法提取成骨细胞。采用甲苯胺蓝染色和免疫荧光鉴定软骨细胞；采用碱性磷酸酶染色和免疫荧光鉴定成骨细胞，在海藻酸钠珠中以维持软骨细胞表型，将其与成骨细胞共培养，共培养系统中分别加入IHH信号通路的抑制剂(Cyclopamine，10 nmol/L)和激活剂(Purmorphamine，10 nmol/L)，48 h后收集各组成骨细胞，利用qRT-PCR检测成骨细胞中Gli1、骨保护素、Runx2、甲状旁腺激素相关肽、碱性磷酸酶、核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of NF-kB ligand，RANKL)以及骨钙素等基因mRNA的表达；利用Western blot检测各处理组的成骨细胞中GLi1、骨保护素、RANKL蛋白的表达。

结果与结论：①与骨关节炎软骨细胞共同培养时，成骨细胞中GLi1、骨保护素、RUNX2的mRNA表达水平明显增加，而甲状旁腺激素相关肽的mRNA表达水平相对降低(P < 0.05)；加入IHH抑制剂(Cyclopamine)后，IHH信号通路目的基因Gli1在mRNA和蛋白水平上表达均明显降低(P < 0.05)，加入IHH信号通路激活剂(Purmorphamine)后，Gli1在mRNA及蛋白水平上表达均明显升高(P < 0.05)；骨保护素在实验中表现出与Gli1相同的变化趋势。②成骨细胞骨保护素/RANKL比值测定结果显示，与骨保护素的趋势相同。③结果表明，人骨关节炎软骨细胞能够促进成骨细胞中Gli1、骨保护素、Runx2等蛋白的表达；其中骨保护素的上调与IHH信号通路相关；骨关节炎软骨细胞能够通过IHH信号通路上调成骨细胞骨保护素的表达进而上调骨保护素/RANKL的比值，这将有助于软骨下骨中的骨形成。

https://orcid.org/0000-0002-5888-3665(李家乐)

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大黄素对骨关节炎软骨细胞增殖、凋亡和氧化应激的影响

陈晨, 郑润泉, 张贵春

中国组织工程研究 2024, 28 (28): 4528-4534. DOI: 10.12307/2024.470

摘要（463）

PDF （1530KB）（949）

文题释义：

大黄素：是一种天然的蒽醌衍生物，一种活性化合物，存在于许多中草药的根和根茎中，如大黄、虎杖、黑果仁等，是中国和日本的传统药物。大黄素也是许多天然泻药的活性化合物之一，被用作泻药。现代药理学已经证明大黄素具有降糖、抗氧化、抗炎、抗菌和抗肿瘤的作用。
沉默交配型信息调节因子2同源蛋白1(silent mating-type information regulator 2 homolog 1，SIRT1)：可能存在于核仁、核常染色质、异染色质和内膜中，能在细胞核和细胞质之间穿梭。SIRT1通过催化关键蛋白的去乙酰化来调节细胞凋亡、增殖、分化、衰老和炎症等过程，在氧化应激和DNA损伤修复中发挥重要作用。

背景：既往研究显示，沉默交配型信息调节因子2同源蛋白1(silent mating-type information regulator 2 homolog 1，SIRT1)-雷帕霉素机械靶蛋白(mechanistic target of rapamycin，mTOR)信号在骨关节炎进展中起重要作用，大黄素对骨关节炎软骨细胞有一定的保护作用。

目的：基于SIRT1-mTOR探究大黄素对骨关节炎软骨细胞增殖、凋亡和氧化应激的影响。
方法：体外分离培养大鼠软骨细胞，采用10 ng/mL的白细胞介素1β诱导构建体外骨关节炎细胞模型，以CCK-8法测定经0，20，40，80，120，160 µmol/L的大黄素处理后的大鼠软骨细胞活力，选出合适大黄素作用浓度。将软骨细胞随机分为对照组、模型组、大黄素低剂量组、大黄素高剂量组、SIRT1抑制剂EX527组、大黄素高剂量+EX527组，除对照组外其余各组以10 ng/mL的白细胞介素1β诱导构建体外骨关节炎模型，同时以大黄素和EX527分组处理细胞后，用CCK-8法、Edu染色法及流式细胞术分别检测各组细胞增殖与凋亡情况；用试剂盒检测各组细胞活性氧相对含量、丙二醛与抗氧化酶超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶水平；免疫印迹检测各组细胞基质降解、凋亡与SIRT1-mTOR通路相关蛋白表达。

结果与结论：①与对照组相比，模型组大鼠软骨细胞活力、Edu阳性率、超氧化物歧化酶与过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶水平、Bcl-2与SIRT1蛋白表达降低，凋亡率、活性氧相对含量、丙二醛水平、Bax与基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶9蛋白表达及p-mTOR/mTOR升高(P < 0.05)。与模型组相比，大黄素低、高剂量组上述各项指标呈相反变化(P < 0.05)；EX527组各指标水平与大黄素各组呈相反趋势(P < 0.05)。②与大黄素高剂量组相比，大黄素高剂量+EX527组细胞活力、Edu阳性率、超氧化物歧化酶与过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶水平、Bcl-2与SIRT1蛋白表达降低，凋亡率、活性氧相对含量、丙二醛水平、Bax与基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶9蛋白表达及p-mTOR/mTOR升高(P < 0.05)。③结论：大黄素可通过激活SIRT1-mTOR信号而抑制骨关节炎软骨细胞氧化应激，从而促进软骨细胞增殖并减轻其凋亡。

https://orcid.org/0009-0005-9558-9384(陈晨)

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黄芪甲苷可减轻白细胞介素1β诱导软骨细胞的炎症反应

黄少烁, 李嘉程, 骆帝, 朱凯, 许波, 薛远亮, 阎博昭, 李刚

中国组织工程研究 2023, 27 (26): 4113-4119. DOI: 10.12307/2023.435

摘要（458）

PDF （1421KB）（293）

文题释义：

黄芪甲苷：是中药黄芪中主要的有效活性成分之一，大量研究证实其具有治疗关节炎的作用，对软骨蛋白聚糖合成和软骨细胞增殖具有保护作用。
SDF-1/CXCR4信号通路：基质细胞衍生因子1(SDF-1)是由骨髓基质细胞持续分泌的一种炎性趋化因子，与趋化因子受体4(CXCR4)结合并激活，在多种组织、细胞中广泛表达，对细胞的动员、迁移、增殖和存活起着重要的作用。

背景：骨性关节炎是一种最常见的退行性疾病，但目前仍无延缓或逆转病情的药物，只能消炎镇痛以短期内缓解症状、改善病情。黄芪甲苷是黄芪中一种具有调节免疫、缺血保护、心脏保护、抗炎、抗病毒和抗肿瘤等作用的活性成分。
目的：探讨黄芪甲苷对白细胞介素1β诱导的小鼠骨关节软骨细胞ATDC5损伤的作用及相关机制。
方法：将ATDC5细胞随机分为空白对照组、模型组、单体组、实验组。空白对照组细胞不加任何干预；模型组细胞用100 μg/L白细胞介素1β处理；单体组细胞用5 μg/L黄芪甲苷处理，实验组细胞用100 μg/L白细胞介素1β和5 μg/L黄芪甲苷处理。干预18 h后，采用CCK-8检测细胞增殖活性，Western blot和qRT-PCR检测基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶9、基质金属蛋白酶13、Ⅱ型胶原、SDF-1、CXCR4的蛋白和mRNA表达变化，甲苯胺蓝染色检测细胞形态改变和细胞数量，锥虫蓝染色检测细胞存活率。

结果与结论：①与空白对照组比较，白细胞介素1β(100 μg/L)明显抑制ATDC5细胞的增殖活性，相关炎症标志物基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶9、基质金属蛋白酶13的表达升高，Ⅱ型胶原的表达降低，SDF-1、CXCR4的表达升高，SDF-1/CXCR4信号通路激活，诱导细胞出现炎症反应；②与模型组比较，实验组基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶9、基质金属蛋白酶13的表达降低，Ⅱ型胶原的表达升高，证实黄芪甲苷可以减轻白细胞介素1β诱导的软骨细胞损伤；③此外，与模型组比较，实验组CXCR4、SDF-1的表达降低，证实了黄芪甲苷是通过SDF-1/CXCR4信号通路减轻白细胞介素1β诱导的软骨细胞炎症反应。

https://orcid.org/0000-0001-8122-1830(李刚)

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骨痹散干预膝骨关节炎兔软骨组织相关信号通路的变化

李东东, 陈光友, 李晓明, 吴雪莲, 朱凯, 雷杨, 易露

中国组织工程研究 2023, 27 (35): 5622-5627. DOI: 10.12307/2023.812

摘要（452）

PDF （1342KB）（274）

文题释义：

膝骨关节炎：主要因素有软骨基质合成和分解代谢失调、软骨下骨板损害使软骨失去缓冲作用、关节内局限性炎症等，导致膝关节出现疼痛、活动障碍、晨僵等一系列症状和体征。
Wnt/β-catenin信号通路：是调节骨关节炎的重要通路之一。Wnt/β-catenin信号通路的激活会影响软骨细胞的正常增殖、分化和凋亡，软骨基质降解，导致骨关节炎的发生。

背景：Wnt 信号转导的活化与膝骨关节炎的发病机制密切相关，当前对 Wnt 信号通路的研究侧重于 Wnt/β-catenin信号通路及其激活或抑制蛋白的表达。
目的：观察院内协定处方骨痹散对膝骨关节炎模型兔体内炎症因子与Notch3/Hes1及Wnt/β-catenin信号通路的影响，为临床治疗提供新的用药思路。
方法：将40只新西兰大白兔随机分为假手术组、模型组、阳性组与骨痹散组，每组10只，使用改良Hulth法构建兔膝骨关节炎模型，持续造模8周，模型构建完毕后假手术组、模型组膝骨关节处涂抹生理盐水，阳性组涂抹双氯芬酸钾凝胶，骨痹散组涂抹骨痹散，每天敷8 h，连续1周。给药完毕后观察动物活动情况并进行行为学评分，ELISA法检测血清中前列腺素E2、环氧化酶2、白细胞介素1β与肿瘤坏死因子α水平，苏木精-伊红染色与番红O染色观察软骨组织病变情况，免疫组织化学法检测膝关节软骨组织中基质金属蛋白酶1，2，3，13蛋白的表达水平，Western blot法检测膝关节软骨组织中Notch3、Hes1、Wnt5a、β-catenin、Bcl-2、Bax、Caspase-3的蛋白表达水平。

结果与结论：①与假手术组相比，模型组动物行走困难，膝关节软骨组织损伤严重，血清中前列腺素E2、环氧化酶2、白细胞介素1β与肿瘤坏死因子α水平升高(P < 0.05)，软骨组织中基质金属蛋白酶1，2，3，13和Bax、Caspase-3、Wnt5a、β-catenin蛋白表达升高(P < 0.05)，Notch3、Hes1、Bcl-2蛋白表达降低(P < 0.05)；②与模型组相比，骨痹散组动物行走情况良好，血清中前列腺素E2、环氧化酶2、白细胞介素1β与肿瘤坏死因子α水平降低(P < 0.05)，膝关节软骨组织损伤减轻，软骨组织中基质金属蛋白酶1，2，3，13和Bax、Caspase-3、Wnt5a、β-catenin蛋白表达降低(P < 0.05)，Notch3、Hes1、Bcl-2蛋白表达升高(P < 0.05)；③结果表明，院内协定处方骨痹散能减轻兔膝骨关节炎的症状，改善软骨组织病变，减少血清中炎症因子水平，作用机制可能与调控Notch3/Hes1、Wnt/β-catenin信号通路有关。

https://orcid.org/0000-0003-2652-1528(李东东)

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