细胞凋亡与骨关节炎
四肢骨关节炎发病过程中软骨细胞死亡机制进展
内蒙古中医药中图分类号：R684.3文献标识码：A文章编号：1006-0979（2012）17-0136-03四肢骨关节炎发病过程中软骨细胞死亡机制研究进展孙书龙*孟祥奇*姜宏*关键词：凋亡；自噬性死亡；软骨细胞；骨关节炎*南京中医药大学附属苏州市中医医院（215005）2012年6月20日收稿骨关节炎是一种与老龄化相关的疾病，不仅影响到关节软骨，而且对关节的所有结构都有影响，同时其病变过程中涉及软骨下骨的变化，并往往伴有炎症反应[1]。
关节软骨由软骨细胞组成，当关节软骨损伤后，细胞外基质丢失，机体为了维持细胞膜的平衡，关节软骨细胞对关节进行了重新构建，这一过程导致了骨关节炎的发生。
近年来随着分子生物学的不断发展，国内外许多学者研究发现软骨细胞死亡在骨关节炎的发生发展中起到关键性作用[2]。
这篇综述讨论了骨关节炎中软骨细胞死亡的多种形式及其与骨关节炎的相互关系。
1细胞死亡的类型细胞死亡存在于自然界各种有生命体的物种中，自从1972年Kerr 首次描述细胞凋亡，许多科学家对细胞死亡的分类进行了深入的研究。
目前较倾向于把细胞死亡分为凋亡（程序性死亡）与坏死两大类型：凋亡是一种程序性的细胞死亡前的过程，而坏死是指各种方式导致细胞死亡后的特征。
细胞死亡过程以细胞凋亡开始，并逐渐转化为细胞坏死过程的特征。
随着分子生物学的发展，越来越多的研究发现细胞的程序性死亡（PCD ）并不仅限于细胞凋亡的一种形式，可能至少还存在着另一种形式：自噬性死亡[3]，这种细胞死亡的主要特征是大量的细胞内含物降解，包括重要的细胞器如线粒体，被包裹进膜状的自噬体，然后与溶酶体融合形成自噬溶酶体并进行降解。
科学家发现：一些情况下，自噬可能阻止凋亡的发生，抑制自噬可以提高细胞对凋亡信号的敏感性，也有一些情况下凋亡与自噬同时存在，但相互独立。
因此，凋亡与自噬之间的联系与机制有待进一步研究。
目前倾向于把细胞的程序性死亡分为I 型(典型的细胞凋亡)和II 型(自噬性死亡)。
高频电火花水针疗法对实验性骨关节炎软骨细胞凋亡的影响
＿＿＿＿
同 电火 花 水 针 疗 法 对 实 验 性 骨 频 关 节 炎 软 骨 细 胞 凋 亡 的影 响
Ｃｊ
＿ 一
龚
（． 江大 学 医学 院 ， １长 湖北 荆 州
权 ，程 传 国 ， 程
龙
４４ ０ ； ２ 三峡 大学 正骨研 究所 ， 北 宜 昌 ４ ３０ ） ３０ ０ ． 湖 ４ ０２
摘要 ： 目的 研 究高频 电火花水针 疗法 对骨关节炎家兔 Ｎ Ｏ及软 骨细胞 凋 亡的影响。方 法 应 用关节制 动的方 法复制 骨
关 节 炎模 型 ，８只 造模 成 功 的 中 国 家兔 ， １ 随机 分 为 高 频 电 火 花 水针 组 （ 简称 Ａ 组 ） 水 针 刀 组 （ 称 Ｂ组 ） 对 照 组 （ 、 简 和 简称 Ｃ组 ） Ａ组 用 高频 电 火花 水 针 加 手 法 治 疗 ， ， Ｂ组 水针 刀加 手 法 治 疗 ， 仅 予 以手 法 治 疗 。１次／ ， 程 为 １个 月 ， 硝 酸 Ｃ组 ｄ疗 用 还原法检测 关节滑液 中 Ｎ Ｏ含量 ； 用流 式细胞仪检测软 骨细胞 的凋亡率。结果 Ａ、 、 Ｂ ｃ组 关节 滑液 中 Ｎ Ｏ的含量 分别为 （３ ６ ３ ．７±１．２ ｍｏ Ｌ （ ８ ９ ７ ７ ） Ｉ 、 ５ ． ０±２ ． ７） ｏ Ｌ （ ３ ３ ／ ２ ０ ｍ Ｉ ， ８ ．０±１ ． ０ ｍ １Ｌ 软 骨 细胞 的 凋 亡率 分 别 为 （ ５ ２ ／ ６２） ０ ， ／ ２ ． ７±１ ． ０ ８ ） 、５ ． １ ２４ ） ２ ％ （ １７ ±１ ．２ ％和 （４ ８ ９ ３ ） 。３组 间差异有统计 学意 义。结论 与水针 刀相比较 ， ７ ．０± ．７ ％ 高频 电火花水针疗法 能更 显 著 减 少关 节液 Ｎ 的含 量 ， 制 软 骨 细胞 的 凋 亡 ， 疗 膝 骨 性 关 节 炎 疗 效 好 。 Ｏ 抑 治
细胞凋亡与自身免疫疾病的关系
细胞凋亡与自身免疫疾病的关系在我们的身体中，细胞凋亡是一个至关重要的生理过程。
它就像是一个精心编排的“退场仪式”，确保老旧、受损或不再需要的细胞有序地离开舞台，为新细胞的诞生和正常的生理功能维持腾出空间。
然而，当这一过程出现紊乱时，可能会引发一系列的健康问题，其中就包括自身免疫疾病。
细胞凋亡，简单来说，是细胞为了维持身体的平衡和稳定，主动选择的一种自我毁灭的方式。
这个过程受到一系列复杂而精密的调控机制的控制。
想象一下，细胞就像一个个小小的“工作单元”，它们有着自己的“工作期限”和“退休计划”。
当细胞完成了自己的使命，或者出现了不可修复的损伤时，细胞内的一系列信号通路就会被激活，启动凋亡程序。
细胞凋亡的过程可以分为几个关键的步骤。
首先，细胞会接收到来自内部或外部的凋亡信号。
这些信号可能来自细胞自身的损伤、遗传物质的异常，或者来自周围环境的压力。
一旦接收到这些信号，细胞内的一系列酶就会被激活，其中最为关键的是被称为“半胱天冬酶”（caspases）的蛋白酶家族。
这些酶就像是细胞内的“刽子手”，它们会切割细胞内的各种蛋白质，导致细胞的结构和功能逐渐瓦解。
接下来，细胞会经历一系列形态和生化上的变化。
细胞膜会变得皱缩，细胞核内的染色质会浓缩并断裂，细胞内的细胞器也会逐渐被分解。
最后，细胞会被分解成一个个小的凋亡小体，这些凋亡小体可以被周围的细胞迅速吞噬和清除，不会引发炎症反应。
那么，细胞凋亡与自身免疫疾病之间究竟有着怎样的关系呢？要理解这一点，我们首先需要了解自身免疫疾病的本质。
自身免疫疾病是由于免疫系统错误地攻击自身的组织和细胞，导致炎症和组织损伤的一类疾病。
在正常情况下，免疫系统能够准确地识别“自我”和“非我”，只会对入侵的病原体和异常细胞发起攻击。
然而，当免疫系统的调节机制出现故障时，就可能会将自身的细胞和组织误认为是敌人，从而发动攻击。
细胞凋亡在免疫系统的正常发育和功能维持中起着重要的作用。
在免疫系统的发育过程中，大量的免疫细胞会经历凋亡，只有那些能够正确识别自身抗原和外来抗原的免疫细胞才能存活下来。
丹参活性成分防治骨关节炎作用机制的研究进展
环球中医药2023年10月第16卷第10期 Global Traditional Chinese Medicine,October 2023,Vol.16,No.102147 ㊃综述㊃作者单位:250014 济南,山东中医药大学针灸推拿学院[戴娜(硕士研究生)];山东第一医科大学附属颈肩腰腿痛医院中医骨伤科[戴娜(硕士研究生)㊁师彬],骨伤康复科(王从安)作者简介:戴娜(1987-),2020级在读硕士研究生㊂研究方向:脊柱及脊柱相关疾病的临床与基础研究,中西医结合康复基础与临床研究㊂E⁃mail:snow_na2023@丹参活性成分防治骨关节炎作用机制的研究进展戴娜 王从安 师彬【摘要】 丹参是典型的活血祛瘀中药,其活性成分包括丹参酮㊁丹酚酸㊁隐丹参酮等,可通过多途径多机制发挥抗骨关节炎作用㊂丹参酸A㊁丹酚酸B㊁隐丹参酮㊁丹参酮ⅡA 通过抑制白介素1β的活性㊁下调低氧诱导因子⁃1/血管内皮生长因子的表达㊁上调β抑制蛋白2的表达㊁阻止toll 样受体4/髓样分化因子88/核因子κB 的激活,发挥抗炎作用㊂丹参酮I㊁丹参酸A㊁丹参酮ⅡA 通过抑制软骨降解,调节软骨细胞去分化,提高转化生长因子β1的活性,对软骨细胞发挥保护作用㊂丹参酸A㊁丹参酮I㊁丹参酸B 通过调节凋亡相关蛋白的分泌,抑制白介素1β诱导的细胞凋亡,阻断Janus激酶2(JAK2)/转录信号传感器和激活剂3(STAT3)信号通路,抑制软骨细胞凋亡㊂丹参酸B㊁丹参酮ⅡA㊁隐丹参酮通过调节KCNQ1重叠转录物1㊁微小核糖核酸(microRNA,miR)⁃155㊁miR⁃106a⁃5p㊁miR⁃574⁃5p 的分泌,以延缓骨关节炎的进展㊂【关键词】 丹参; 骨关节炎; 丹参酮; 丹酚酸; 隐丹参酮; 作用机制; 抗炎; 细胞凋亡; 软骨细胞【中图分类号】 R256 【文献标识码】 A doi:10.3969/j.issn.1674⁃1749.2023.10.042Research progress on mechanism of active components of Salvia miltiorrhiza to prevent osteoar⁃thritisDAI Na ,WANG Congan ,SHI BinShandong University of Traditional Chinese Medicine ,Jinan 250014,China Corresponding author :DAI Na ,E⁃mail :snow_na2023@【Abstract 】 Salvia miltiorrhiza is a typical traditional Chinese medicine for promoting bloodcirculation and removing blood stasis.Its active ingredients include tanshinone,salvianolic acid,cryptotan⁃shinone,etc.,which can play an anti⁃osteoarthritis role through multiple channels and mechanisms.Salvianolic acid A,salvianolic acid B,hidtanshinone and tanshinone ⅡA inhibited the activity of interleukin1β(IL⁃1β),down⁃regulated the expression of hypoxia⁃inducing factor⁃1(HIF⁃1)/vascular en⁃dothelial growth factor (VEGF ),up⁃regulated the expression of β⁃arrestin2,and prevented toll⁃likereceptor 4(TLR4)/Activation of myeloid differentiation factor 88(MyD88)/nuclear factor κB (NF⁃κB)to exert anti⁃inflammatory effects.Tanshinone I,salvianolic acid A,Tanshinone ⅡA can inhibit cartilage degradation,regulate chondrocyte dedifferentiation,improve the activity of transforming growth factor⁃β1(TGF⁃β1),and play a protective role on chondrocytes.Salvianolic acid A,tanshinone I and Salvianolic acid B inhibit IL⁃1β⁃induced apoptosis,block Janus kinase 2(JAK2)/transcriptional signal sensor andactivator 3(STAT3)signaling pathway,and inhibit chondrocyte apoptosis by regulating the secretion of ap⁃optosis⁃related proteins.Salvianolic acid B,tanshinone ⅡA and cryptotanshinone can delay the progressionof osteoarthritis by regulating the secretion of KCNQ1overlapping transcript 1(KCNQ1OT1),miR⁃155,miR⁃106a⁃5p and miR⁃574⁃5p.2148 环球中医药2023年10月第16卷第10期 Global Traditional Chinese Medicine,October2023,Vol.16,No.10【Key words】 Danshen; osteoarthritis; tanshinone; salvianolic acid; cryptotanshinone; mechanism of action; anti⁃inflammatory; cell apoptosis; chondrocyte 中医将骨关节炎归为 骨痹”范畴,其病机特点为痹证多瘀血, 瘀”贯穿整个疾病始终,治疗当以活血祛瘀治疗其标,再辨证论治求本,丹参是典型的活血祛瘀药物,可用于治疗多种痹证[1]㊂丹参的活性成分包括水溶性酚酸类和脂溶性丹参酮类化合物,具有抗炎㊁抗氧化㊁抗血栓㊁抗凝㊁改善微循环㊁抗肿瘤等多种功效[2]㊂丹参的活性成分中水溶性酚酸类包括丹参素㊁丹酚酸A㊁丹酚酸B 等,脂溶性丹参酮类包括丹参酮Ⅰ㊁丹参酮Ⅱ㊁隐丹参酮等,临床主要的丹参类制剂包括注射用丹参多酚酸㊁注射用丹参多酚酸盐㊁丹红注射液等,临床广泛用于心脑血管病的治疗[3]㊂但目前丹参类制剂用于骨关节炎的研究尚少㊂袁长深等[4]运用网络药理学分析,丹参的活性成分可作用于骨关节炎65个靶基因,发挥抗骨关节炎作用㊂本研究通过统计整理国内外近年来丹参活性成分用于骨关节炎的相关研究,综述了其作用机制,为丹参的新药开发提供理论支持㊂1 丹参活性成分通过减轻炎症反应延缓骨关节炎的进展 甲氨喋呤作为抗炎药临床广泛用于膝骨关节炎,但其免疫抑制剂的特性显著性了长期使用,寻找膝骨关节炎更佳的抗炎药物迫在眉睫,丹参酮为膝骨关节炎的治疗开辟了新的思路[5]㊂孙晓娟等[5]对膝骨关节炎大鼠模型运用丹参酮连续治疗21天后,与甲氨喋呤组相比,丹参酮组降低大鼠膝关节炎指数评分作用相似,证实丹参酮对膝骨关节炎具有较好的抗炎活性,经荧光素酶基因活性方法对比,经55%洗脱液的丹参酮乙醇提取液的抗炎活性最高㊂丹参多种活性成分具有良好的抗炎活性,机制包括抑制白介素1β(interleukin1β, IL⁃1β)的活性㊁下调低氧诱导因子⁃1(hypoxia⁃inducible factor⁃1,HIF⁃1)/血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的表达㊁上调β抑制蛋白2(β⁃arrestin2)的表达㊁阻止toll 样受体4(toll⁃like receptor4,TLR4)/髓样分化因子88(myeloid differentiation factor88,MyD88)/核因子κB(nuclear factor⁃κB,NF⁃κB)的激活发挥抗炎作用㊂1.1 丹参活性成分通过抑制IL⁃1β的活性发挥抗炎作用IL⁃1β在骨关节炎的炎症反应中起着关键作用,IL⁃1β能促使NF⁃κB㊁丝裂原活化蛋白激酶(mitogen⁃activated protein kinase,MAPK)等多种炎症信号通路活化,加剧骨关节炎的炎症反应㊂丹参酸A可通过抑制IL⁃1β的活性发挥抗炎作用[6⁃9]㊂Feng S等[7]运用24ng/mL的IL⁃1β刺激人原代软骨细胞后发现,诱导性一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,iNOS)㊁环氧合酶⁃2(cyclooxygenase⁃2,COX⁃2)等炎症介质表达明显增强,p⁃65/NF⁃κB㊁p⁃38/MAPK的水平明显提高,经10㊁20㊁40μg/mL 的丹参酸A处理2小时后,呈剂量依赖性促使COX⁃2㊁iNOS的表达明显下降,总p⁃65㊁p⁃38的表达显著降低,与IL⁃1β组对比差异显著(P<0.01),提示,丹参酸A通过下调NF⁃κB和p38/MAPK途径发挥抗炎活性㊂Lou YT等[8]进行体内和体外的实验发现,25㊁50㊁100μmol/L丹酚酸B呈浓度依赖性抑制IL⁃1β刺激人软骨细胞引起的COX⁃2㊁iNOS㊁一氧化氮(nitric oxide,NO)㊁前列腺素E2(prostaglandin E2, PGE2)水平升高,阻止IL⁃1β诱导的NF⁃κB p65的信号通路激活和核易位,进一步降低骨性关节炎的炎性损伤㊂Feng ZH等[9]研究也证实,5㊁10㊁20μmol/L的隐丹参酮能以浓度依赖性降低IL⁃1β刺激引起的人类骨关节炎软骨细胞NO㊁PGE2㊁肿瘤坏死因子⁃α(tumor necrosis factor⁃α,TNF⁃α)㊁白细胞介素⁃6(in⁃terleukin⁃6,IL⁃6)等炎症介质的表达,阻止NF⁃κB㊁MAPK㊁c⁃Jun氨基末端激酶(c⁃Jun N⁃terminal kinase,JNK)㊁细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)的活化及p65核易位,通过抗炎活性延缓骨关节炎的进展㊂1.2 丹参活性成分通过下调低HIF⁃1/VEGF的表达发挥抗炎作用HIF⁃1/VEGF信号通路,参与骨关节炎的炎症反应和血管形成,丹酚酸B可通过抑制该通路减轻骨关节炎的炎症程度[10]㊂与骨关节炎大鼠相比, 10㊁40mg/kg丹酚酸B处理后大鼠软骨中HIF⁃1㊁VEGF㊁TNF⁃α㊁IL⁃6㊁iNOS的表达显著降低,丹酚酸B+HIF⁃1激活组的VEGF㊁TNF⁃α㊁IL⁃6㊁iNOS水平较环球中医药2023年10月第16卷第10期 Global Traditional Chinese Medicine,October2023,Vol.16,No.102149单纯丹酚酸B处理组的高(P<0.05),运用CT机检测几组大鼠的关节炎软骨的骨体积分数和踝骨表面积与骨体积比值也显示出了与上述指标相似的变化,表明丹酚酸B可通过下调HIF⁃1/VEGF的表达,以降低炎症反应,减轻软骨组织的损伤[10]㊂1.3 丹参活性成分通过上调β⁃arrestin2的表达发挥抗炎作用β⁃arrestin2是NF⁃κB的上游细胞因子,其过表达可抑制NF⁃κB的激活,丹参酮ⅡA可通过促进β⁃arrestin2的表达,发挥抗炎活性[12]㊂IL⁃1β可促使大鼠软骨细胞中NF⁃κB激活及诱导多种炎症介质的分泌已得到多篇研究证实[8⁃9,11],与IL⁃1β组相比,25㊁50μmol/L的丹参酮ⅡA处理大鼠软骨细胞后,β⁃arrestin2的表达明显升高,NF⁃κB/p56的表达显著降低,证实,丹参酮ⅡA可通过促进β⁃arrestin2的表达以减轻如昂细胞的炎症反应[12]㊂1.4 丹参活性成分通过阻止TLR4/MyD88/NF⁃κB的激活发挥抗炎作用TLR4/Myd88/NF⁃κB的激活与骨关节炎的发生与发展密切相关,丹参酮ⅡA可通过抑制该通路的激活以抑制局部炎症反应[13]㊂张金峰等[13]通过丹参酮ⅡA治疗前交叉韧带切断术建立的膝骨关节炎大鼠,与空白组对比,10㊁20㊁50mg/kg的丹参酮ⅡA 能显著降低大鼠关节组织和血清中IL⁃1β㊁TNF⁃α㊁IL⁃6等炎症因子的表达(P<0.05),显著抑制软骨组织中TLR4㊁Myd88㊁NF⁃κB蛋白的表达(P<0.05),阻止NF⁃κB p56蛋白核易位,发挥显著抗炎活性㊂2 丹参活性成分通过保护软骨细胞减轻软骨组织损伤 丹参活性成分通过抑制IL⁃1β诱导的软骨降解,调节软骨细胞去分化,提高TGF⁃β1的活性,对软骨细胞发挥保护作用,以延缓软骨的病理改变,促进软骨组织的形成,延缓骨关节炎的进展㊂2.1 丹参活性成分通过抑制软骨降解对软骨细胞发挥保护作用骨性关节炎的主要病理特征为进行性软骨降解,IL⁃1β可诱导软骨细胞分泌中性金属蛋白酶,如基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)⁃1㊁MMP⁃13㊁聚蛋白多糖酶(aggrecanase,ADAMTS)⁃5,还能抑制蛋白多糖和胶原蛋白Ⅱ的合成来影响软骨细胞的合成代谢活性,最终引起软骨降解和骨质破坏,丹参多种活性成分可通过抑制软骨降解,延缓骨关节炎的进展[11⁃15]㊂Wang XP等[11]丹参酮I 用于软骨细胞系CHON⁃001的体外实验中,使用10ng/mL IL⁃1β刺激72小时后,胶原蛋白II㊁聚集胶㊁SOX001的表达显著降低(P<0.05),MMP⁃13和p⁃NF⁃κB的表达显著提高(P<0.05),经10㊁20μmol/L的丹参酮I处理后,逆转了IL⁃1β引起的上述改变(P<0.05),降低骨关节炎小鼠的国际骨关节炎研究学会(OARSI)评分㊁软骨下骨厚度和滑膜炎评分(P<0.05),显著阻止软骨细胞外基质降解,有助于控抑制骨关节炎病情的发展㊂经IL⁃1β刺激后,MMP⁃1㊁MMP⁃13㊁ADAMTS⁃5的表达明显高于未被IL⁃1β处理的人原代软骨细胞(P<0.05),经10㊁20㊁40μg/mL的丹参酸A处理后MMP⁃1㊁MMP⁃13㊁ADAMTS⁃5的水平显著降低(P<0.05),抑制效果存在浓度依赖性[7]㊂一项丹参酸A用于小鼠软骨细胞的体外实验中,与未被IL⁃1β处理的相比,经10ng/mL的IL⁃1β处理的大鼠软骨细胞胶原蛋白Ⅱ的产生显著下降(P<0.05),MMP⁃3㊁ADAMTS⁃5的水平显著提高(P<0.05),运用6.25㊁12.5㊁25μmol/ L的丹参酸A处理后,以浓度依赖性促使胶原蛋白Ⅱ的分泌,同时抑制MMP⁃3㊁ADAMTS⁃5的表达,以阻止小鼠软骨细胞细胞外基质的降解[6]㊂丹参酮ⅡA能逆转IL⁃1β刺激大鼠软骨细胞引起的MMP⁃1㊁MMP⁃3㊁MMP⁃13的高表达和胶原蛋白Ⅱ㊁聚蛋白多糖酶的低表达,从而显著降低软骨细胞排列紊乱㊁表面粗糙㊁软骨层变薄等病理学改变,有效阻止软管基质降解[12]㊂Jia PT等[14]通过前交叉韧带横断和内侧半月板切除术建立骨关节炎大鼠模型,经0.25~0.5mg/kg的丹参酮ⅡA处理后,不仅显著抑制了TNF⁃α㊁IL⁃1β㊁iNOS的表达,还使软骨中MMP⁃13的表达显著降低(P<0.05),基质金属蛋白酶抑制剂⁃1(tissue inhibitor of metalloproteinase⁃1, TIMP⁃1)的表达显著升高(P<0.05),有效延缓骨关节炎形成过程中软骨降解的进程㊂闵亚林等[15]使用丹参水提液治疗骨关节炎大鼠,5mg/kg的丹参水提液可有效逆转碘乙酸钠引起的大鼠血清MMP⁃13升高,显著提高软骨体积和厚度,延缓软骨细胞的病理变化㊂2.2 丹参活性成分通过调节软骨细胞去分化对软骨细胞发挥保护作用软骨细胞去分化后将失去成软骨特征,并显示出成纤维细胞样形态,失去其结构和功能,丹参酮ⅡA可通过调节软骨细胞去分化的发生,以减轻软2150 环球中医药2023年10月第16卷第10期 Global Traditional Chinese Medicine,October2023,Vol.16,No.10骨组织的损伤[6]㊂Zhang Y S等[16]采用网络药理学方法筛选发现,丹参酮IIA可通过7个hub基因在内的28个靶点参与软骨去分化进程,通过促进结缔组织㊁细胞外基质㊁骨骼系统㊁软骨发育和软骨细胞分化,调节软骨细胞去分化的发生和发展,促进骨性关节炎软骨的修复;值得注意的是,丹参酮IIA在100~200μg/mL的浓度下可促进了软骨细胞的体外增殖和活力,但在400μg/mL下可抑制软骨细胞的增殖和活力㊂2.3 丹参活性成分通过提高转化生长因子β1 (transforming growth factorβ1,TGF⁃β1)的活性以减轻软骨的病理改变TGF⁃β1参与软骨的形成,可维持软骨细胞的功能,抑制MMP的活性,丹参活性成分可通过促进TGF⁃β1的分泌促进和维持软骨细胞的功能[14]㊂与模型组相比,10mg/kg的丹酚酸A治疗前交叉韧带横断术建立的骨关节炎大鼠4周后,能促使大鼠软骨组织中TGF⁃β1的表达,显著提高p⁃Smad2/Smad2的水平,有效减轻骨关节炎的软骨组织损伤[17]㊂前交叉韧带横断和内侧半月板切除术建立的骨关节炎大鼠模型,可导致软骨细胞中TGF⁃β1㊁骨形态发生蛋白⁃2(bone morphogenetic protein⁃2,BMP⁃2)的表达显著,运用0.5mg/kg的丹参酮IIA可促使软骨细胞中TGF⁃β1㊁BMP⁃2的表达,进而促进成软骨细胞的增殖和分化,促进软骨的形成[14]㊂3 丹参活性成分通过抑制软骨细胞凋亡延缓骨关节炎的进展 过度的细胞凋亡能导致软骨细胞减少,关节软骨结构和功能受到影响,丹参活性成分可通过抑制细胞凋亡对软骨发挥保护作用[18]㊂展嘉文等[18]运用丹酚酸A治疗持续加压建立的腰椎小关节骨关节炎兔的实验,与模型组相比,腹腔注射40mg/kg 的丹酚酸A可显著降低软骨细胞凋亡率(P<0.05),还可显著降低TNF⁃α㊁IL⁃1β㊁IL⁃6的表达,减轻软骨组织的病理改变㊂丹参活性成分通过调节凋亡相关蛋白的分泌,抑制IL⁃1β诱导的细胞凋亡,阻断JAK2/STAT3信号通路,抑制软骨细胞凋亡,以减轻软骨组织损伤,发挥抗骨性关节炎的作用㊂3.1 丹参活性成分通过调节凋亡相关蛋白的分泌抑制细胞凋亡一项丹参注射液用于兔软骨细胞的体外实验中,给予0~400μg/L的丹参注射液按照梯度时间法进行干预,各梯度的丹参注射液均可显著提高软骨细胞的活性,显著提高软骨细胞的增殖效率,并在100μg/L时兔软骨细胞可获得最大的活性,诱导凋亡第3代细胞经丹参注射液处理后,Bcl⁃2相关X 蛋白(BCL2⁃Associated X,Bax)基因表达明显降低,B淋巴细胞瘤⁃2基因(B⁃cell lymphoma⁃2,Bcl⁃2)基因表达明显升高,结果证实,丹参注射液能通过调节凋亡相关蛋白抑制线粒体凋亡通路活性[19]㊂3.2 丹参活性成分通过抑制IL⁃1β诱导的细胞凋亡发挥抗凋亡活性IL⁃1β可通过增加Bax和半胱天冬酶3的水平诱导软骨细胞凋亡㊂丹参可通过抑制IL⁃β的分泌以发挥抗细胞凋亡活性[6,11]㊂Wu YF等[6]为检验丹参酸A抑制IL⁃1β诱导的小鼠软骨细胞凋亡的实验结果显示,小鼠软骨细胞经10ng/mL的IL⁃1β刺激后,Bax和裂解的半胱天冬酶⁃3的表达明显提高, Bcl⁃2的表达明显受到抑制,小鼠软骨细胞的数量显著提高,经6.25㊁12.5㊁25μmol/L的丹参酸A处理后,Bax和裂解的半胱天冬酶⁃3的表达显著降低, Bcl⁃2显著提高,以浓度依赖性逆转了凋亡相关蛋白的表达,显著降低了软骨细胞的凋亡㊂一项体外研究证实,10ng/mL的IL⁃1β可促使软骨细胞系CHON⁃001细胞凋亡,经20μmol/L的丹参酮I处理后,丹参酮I逆转了IL⁃1β诱导的细胞凋亡,CHON⁃001的凋亡率显著降低[11]㊂3.3 丹参活性成分通过阻断Janus激酶2(Janus kinase2,JAK2)/转录信号传感器和激活剂3 (Transcription signal sensors and activators3,STAT3)信号通路抑制软骨细胞凋亡JAK2/STAT3信号通路参与调节软骨细胞自噬和凋亡,丹参活性成分可通过调节该通路阻止细胞凋亡[20⁃21]㊂棕榈酸能促进软骨细胞中p⁃JAK2㊁p⁃STAT3水平的升高,分别给予JSI⁃124(JAK2/ STAT3抑制剂)㊁丹参酸B进行干预,二者均能降低p⁃JAK2㊁p⁃STAT3的水平,同时能提高LC3Ⅱ/Ⅰ㊁Beclin⁃1的水平,提示,丹参酸B能通过抑制JAK2/ STAT3信号通路,增强软骨细胞自噬,以阻止细胞凋亡进程,延缓骨关节炎的进程[20]㊂Xu XL等[21]通过手术建立实验性骨关节炎兔模型,分别给予1.05 g/d丹参注射液㊁0.4mL/d透明质酸钠㊁生理盐水连续治疗5周,与假手术相比,实验性骨关节炎兔模型组的p⁃JAK2和p⁃STAT3水平的表达显著提高,丹参注射液组和透明质酸钠组均使p⁃JAK2和p⁃环球中医药2023年10月第16卷第10期 Global Traditional Chinese Medicine,October2023,Vol.16,No.102151STAT3水平显著下降,显著抑制软骨细胞凋亡,为进一步验证丹参对JAK2/STAT3的作用,同时给予AG490(JAK2/STAT3促进剂)进行干预,结果AG490消除了丹参对JAK2/STAT3的抑制作用,结果证实丹参注射液可通过阻断JAK2/STAT3信号通路,抑制软骨细胞凋亡,延缓软骨退变进程㊂4 丹参活性成分调节非编码RNA的分泌以延缓骨关节炎的进展 丹参活性成分通过调节KCNQ1重叠转录物1 (KCNQ1overlapping transcript1,KCNQ1OT1)㊁miR⁃155㊁miR⁃106a⁃5p㊁miR⁃574⁃5p的分泌以延缓骨关节炎的进展㊂4.1 丹参活性成分通过调节KCNQ1OT1延缓骨关节炎发展KCNQ1重叠转录物1(KCNQ1overlapping transcript1,KCNQ1OT1)属于长非编码RNA,在骨关节软骨细胞中表达下调,丹参酸B可通过调节KCNQ1OT1的分泌发挥抗骨关节炎的作用[20]㊂Sun TW等[20]通过前交叉韧带横断和内侧半月板切除术建立骨关节炎小鼠,并给予高脂肪饮食喂养建立肥胖相关骨关节炎小鼠模型,给予25mg/kg 的丹参酸B腹腔注射持续治疗10周,与空白对照组相关,丹参酸B显著降低了小鼠的体重,提高了软骨细胞中KCNQ1OT1的表达,降低了TNF⁃α㊁IL⁃6和PGE2的水平,对miR⁃128⁃3p发挥负调控作用,提高了SIRT1的表达,显著降低了小鼠软骨细胞的凋亡,激活软骨细胞自噬,而过表达的miR⁃128⁃3p和低表达的SIRT1能进一步加重小鼠软骨细胞的炎症反应㊁细胞凋亡,结果提示,丹参酸B能靶向调节KCNQ1OT1的分泌,通过miR⁃128⁃3p/SIRT1信号通路调节软骨细胞自噬,减轻炎症反应和抑制细胞凋亡,以延缓肥胖相关骨关节炎的进展㊂4.2 丹参活性成分通过调节多种miRNA的分泌延缓骨关节炎进展微小核糖核酸(MicroRNA,miRNA)是维持软骨稳态的关键调节剂,miR⁃155㊁miR⁃106a⁃5p等多种miRNA参与骨关节炎的发生与发展,丹参活性成分可通过调节miR⁃155㊁miR⁃106a的表达发挥抗抗骨关节炎作用[22⁃25]㊂Zhou B等[22]将丹参酮ⅡA干预脂多糖刺激人原代关节软骨细胞的实验发现,脂多糖能促使人原代关节软骨细胞中TNF⁃α㊁IL⁃1β㊁IL⁃6等多种炎症因子的分泌,促进软骨细胞中miR⁃155⁃5p的低表达及叉头框蛋白O3(Forkhead box O3,FOXO3)高表达,进一步促进细胞凋亡,1㊁10㊁100μmol/L的丹参酮ⅡA干预后,逆转了炎症因子的高表达,通过上调miR⁃155⁃5p的表达和抑制FOXO3的表达,通过转染miR⁃155证明了,丹参酮ⅡA可直接作用于miR⁃155/FOXO3发挥抗炎和抑制细胞凋亡的作用㊂一项关于丹参酮ⅡA干预聚乙烯诱导骨溶解大鼠的实验中,30mg/kg的丹参酮ⅡA显著降低骨溶解的病理改变,抑制血清中TNF⁃α㊁IL⁃1β㊁IL⁃6的分泌,诱导的miR⁃155⁃5p水平并抑制FOXO3表达,有助于改善骨保护素(osteoprotegerin,OPG)和破骨细胞分化因子(receptor acti⁃vator nuclearfactor kappa B ligand,RANKL)的平衡,恢复成骨细胞的数量和活力,发挥抗骨溶解作用[23]㊂Ji QB等[24]将隐丹参酮用于人膝骨性关节炎软骨细胞的实验发现,10μmol/L的隐丹参酮能以时间依赖性方式促进miR⁃106a⁃5p在人软骨细胞中的表达,miR⁃106a⁃5p可减轻骨性关节炎中软骨的损伤,使用靶标预测程序研究发现,miR⁃106a⁃5p能直接靶向下调人软骨细胞中的GLI家族锌指蛋白3 (GLI⁃similar3,GLIS3)的过表达,配对盒基因5 (paired box gene5,PAX5)可能是隐丹参酮调节miR⁃106a⁃5p启动子活性的转录因子,miR⁃106a⁃5p 与PAX5表达呈正相关,与GLIS3表达呈负相关,结果证实隐丹参酮可能通过调节AX5/miR⁃106a⁃5p/ GLIS3轴的活性,发挥防治骨性关节炎的作用㊂Yue ST等[25]基于微阵列数据集GSE93008筛选显示,miR⁃574⁃5p在骨关节炎的变化最为显著,给予IL⁃1β刺激后能促使miR⁃574⁃5p的表达明显升高,YAF2受到抑制,miR⁃574⁃5p能调节YAF2的分泌,经10mg/kg的隐丹参酮处理后,miR⁃574⁃5p 的表达受到明显抑制,进一步促进YAF2的表达,进而抑制骨关节炎的软骨细胞凋亡㊂5 结语骨关节炎的病理机制复杂,多种病理学改变相互影响,中药在骨关节炎防治中的多靶点㊁价廉效优㊁安全性高等特点越来越受到广大学者的关注[26]㊂本研究综述了近7年的相关研究报道,从炎症反应㊁软骨降解㊁细胞凋亡㊁非编码RNA四个方面探讨丹参活性成分防治骨关节炎的作用机制㊂目前丹参用于骨关节炎的研究大部分停留于基础实2152 环球中医药2023年10月第16卷第10期 Global Traditional Chinese Medicine,October2023,Vol.16,No.10验,在人体的疗效及作用机制尚不明确㊂丹参的活性成分复杂用于骨关节炎的作用存在不同作用机制,各成分间的相互作用尚未可知㊂丹参在人体的使用可造成不同程度的不良反应,在防治骨关节炎的最低有效浓度及毒效关系仍需进一步研究确认㊂望后续的研究者开展丹参治疗骨关节炎的多中心㊁多样本的临床研究,为明确丹参在临床的作用机制及安全性提供可靠数据㊂参考文献[1] 李永鑫,高彦宇,胡晓阳,等.丹参活性成分对心肌缺血再灌注损伤保护作用及机制研究进展[J].中医药学报,2021,49(4):106⁃111.[2] 孙环宇,许晴,张燕欣,等.丹参类制剂及丹参活性成分改善脑循环作用机制的研究进展[J].药物评价研究,2020,43(8):1496⁃1500.[3] 秦魏,邢露,杨智慧,等.丹参活性成分在抗动脉粥样硬化中的作用与机制研究进展[J].陕西中医,2021,42(7):977⁃979.[4] 袁长深,容伟明,卢智贤,等.基于网络药理学分析丹参在骨关节炎中的作用机制[J].海南医学院学报,2021,27(15):1182⁃1187.[5] 孙晓娟,侯娜.丹参酮对膝骨关节炎大鼠的抗炎作用[J].现代食品科技,2019,35(12):14⁃19,86.[6] WU Y F,WANG Z H,LIN Z,et al.Salvianolic acid A has anti⁃osteoarthritis effect in vitro and in vivo[J].Front Pharmacol,2020,11:682.[7] FENG S,CONG H,JI L.Salvianolic acid A exhibits anti⁃inflammatory and antiarthritic effects via inhibiting NF⁃κB andp38/MAPK pathways[J].Drug Des Devel Ther,2020:1771⁃1778.[8] LOU Y T,WANG C G,ZHENG W H,et al.Salvianolic acid Binhibits IL⁃1β⁃induced inflammatory cytokine production inhuman osteoarthritis chondrocytes and has a protective effect in amouse osteoarthritis model[J].Int Immunopharmacol,2017,46:31⁃37.[9] FENG Z H,ZHENG W H,LI X B,et al.Cryptotanshinoneprotects against IL⁃1β⁃induced inflammation in humanosteoarthritis chondrocytes and ameliorates the progression of oste⁃oarthritis in mice[J].Int Immunopharmacol,2017,50:161⁃167.[10] 骞立刚,孙博,于泊,等.丹酚酸B减轻骨关节炎模型大鼠软骨组织损伤[J].基础医学与临床,2023,43(1):159⁃164. [11] WANG X P,FAN J B,DING X M,et al.Tanshinone I inhibitsIL⁃1β⁃induced apoptosis,inflammation and extracellular matrixdegradation in chondrocytes CHON⁃001cells and attenuatesmurine osteoarthritis[J].Drug Des Devel Ther,2019:3559⁃3568.[12] 张建业,张卫华,韩俊,等.丹参酮ⅡA抑制软骨细胞炎症㊁软骨基质降解的机制及对大鼠骨关节炎的影响[J].解放军医药杂志,2021,33(3):10⁃16.[13] 张金锋,徐志龙,吴梦,等.丹参酮ⅡA通过抑制信号通路延缓膝骨关节炎大鼠软骨退变及抑制局部炎症的研究[J].中国药学杂志,2021,56(23):1918⁃1926.[14] JIA P T,ZHANG X L,ZUO H N,et al.Articular cartilage deg⁃radation is prevented by tanshinone IIA through inhibitingapoptosis and the expression of inflammatory cytokines[J].MolMed Rep,2017,16(5):6285⁃6289.[15] 闵亚林,姜思羽,吴迪生,等.丹参水提液对碘乙酸钠所致大鼠骨关节软骨退变的预防作用[J].中国药理学通报,2019,35(4):478⁃483.[16] ZHANG Y S,SUN L G,LIU X C,et al.Investigating theprotective effect of tanshinone IIA against chondrocytededifferentiation:a combined molecular biology and networkpharmacology approach[J].Ann Transl Med,2021,9(3):249.[17] Abulimiti N,Li G,Zhou K L,et al.The Regulatory Effects ofSalvianolic Acid A(SAA)on Cartilage Tissue Damage and TGF⁃βActivity in ACLT⁃Induced Osteoarthritis Rat Model[J].Lat.Am.J.Pharm,2020,39(10):2112⁃2119.[18] 展嘉文,朱立国,王尚全,等.丹酚酸A治疗在体腰椎小关节骨性关节炎的实验研究[J].中国中医骨伤科杂志,2021,29(7):7⁃11,16.[19] 段洪超,王庆超,张杰.丹参注射液对兔软骨细胞增殖与凋亡的影响[J].西部中医药,2018,31(7):22⁃26. [20] SUN T W,WANG F,HU G J,et al.Salvianolic acid B activateschondrocytes autophagy and reduces chondrocyte apoptosis inobese mice via the KCNQ1OT1/miR⁃128⁃3p/SIRT1signalingpathways[J].Nutrition&Metabolism,2022,19(1):1⁃17.[21] XU X L,LV H,LI X D,et al.Danshen attenuates cartilageinjuries in osteoarthritis in vivo and in vitro by activating JAK2/STAT3and AKT pathways[J].Exp Anim,2018,67(2):127⁃137.[22] ZHOU B,LI L H,TAN L M,et al.Tanshinone IIA amelioratesinflammation response in osteoarthritis via inhibition of miR⁃155/FOXO3axis[J].Pharmacology,2021,106(1⁃2):20⁃28.[23] LI Y,ZHANG L,WANG J,et al.Tanshinone IIA attenuatespolyethylene⁃induced osteolysis in a mouse model:The key roleof miR⁃155⁃5p/FOXO3axis[J].J Funct Foods,2021,87:104784.[24] JI Q B,QI D B,XU X J,et al.Cryptotanshinone protectscartilage against developing osteoarthritis through the miR⁃106a⁃5p/GLIS3axis[J].Mol Thera Nucleic Acids,2018,11:170⁃179.[25] YUE S T,SU X C,TENG J Y,et al.Cryptotanshinoneinterferes with chondrocyte apoptosis in osteoarthritis by inhibitingthe expression of miR⁃574⁃5p[J].Mol Med Rep,2021,23(6):1⁃10.[26] WANG M,LIU L,ZHANG C S,et al.Mechanism of traditionalChinese medicine in treating knee osteoarthritis[J].J Pain Res,2020:1421⁃1429.(收稿日期:2023⁃04⁃11)(本文编辑:韩虹娟)。
过度周期性机械应力刺激可引起软骨细胞炎症反应及凋亡
4608｜中国组织工程研究｜第25卷｜第29期｜2021年10月过度周期性机械应力刺激可引起软骨细胞炎症反应及凋亡伍伟挺1，黎润光2，曹生鲁2，梁双武2文题释义：软骨细胞：作为关节软骨内单一细胞类型，软骨可通过分泌Ⅱ型胶原及蛋白聚糖而直接参与软骨细胞外基质的合成及代谢，其正常生物学功能对关节软骨生理结构的维持有重要意义。
周期性机械应力：将生长完好的软骨细胞接种于Ⅱ型胶原包被的6孔双向应力细胞培养板1 d ，应用Flexcell-5000T Tension System 系统拉伸装置对软骨细胞施加周期性机械应力，周期为6 s(含3 s 受力、3 s 放松)，进行拉伸24 h ，频率0.5 Hz ，细胞所受应力值大小由弹性膜拉伸应变率表示，同时设计不受力对照组，标记并收集各组细胞待用。
摘要背景：软骨细胞为软骨的惟一细胞成分，软骨细胞表型丢失是骨关节炎的特征性改变，而周期性机械应力刺激对软骨细胞的生物特性有重要影响，明确周期性机械应力对软骨细胞的作用机制可为骨关节炎的治疗提供借鉴。
目的：观察周期性机械应力对体外软骨细胞炎症反应和凋亡的影响。
方法：将原代大鼠软骨细胞接种于Ⅰ型胶原包被的Bioflex 板中培养1 d 后，采用细胞体外加力实验系统(Flexcell-5000T Tension System)处理细胞，在拉伸频率为0.5 Hz 条件下将软骨细胞拉伸24 h ，依据拉伸应变率大小分为对照组(0%拉伸)、2%拉伸组、6%拉伸组、8%拉伸组、10%拉伸组、14%拉伸组。
拉伸结束后采用ELISA 法检测软骨细胞炎症反应(白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α)，TUNEL 染色及Annexin V-FITC/PI 法检测凋亡情况，利用RT-PCR 检测内质网应激信号分子(半胱氨酸蛋白酶12、蛋白激酶R 样内质网激酶、葡萄糖调节蛋白78)。
结果与结论：①光镜下可观察到正常细胞(对照组)为多角形，形态不规则；而随机械拉伸应变率增加，细胞有不同程度脱落，边缘模糊变圆，出现凋亡现象；②与对照组相比，施力组白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α升高，尤其是10%拉伸组、14%拉伸组升高较明 显(P < 0.05)；③周期性机械应力作用下，2%、6%拉伸组细胞凋亡率分别为(12.45±1.64)%，(12.48±1.75)%，与对照组(12.14±1.43)%相比差异无显著性意义(P > 0.05)；而8%、10%、14%拉伸组软骨细胞凋亡率[(29.18±3.04)%，(34.12±3.57)%，(44.32±45.08)%]显著增加(P < 0.05)；④RT-PCR 检测结果显示，8%、10%、14%拉伸组半胱氨酸蛋白酶12、蛋白激酶R 样内质网激酶、葡萄糖调节蛋白78的mRNA 表达量明显高于对照组(P < 0.05)；⑤提示周期性机械应力可加速软骨细胞凋亡过程，促进软骨细胞炎症反应，可能与内质网应激通路启动有关。
细胞凋亡与疾病发生
细胞凋亡与疾病发生细胞凋亡，即细胞程序性死亡，是一种广泛存在于多种细胞中的生物现象，它在许多生理和病理过程中都起着重要的调控作用。
细胞凋亡是一种高度规范化的死亡过程，通过激活内部的信号通路和相关的蛋白，细胞凋亡逐渐发展，最终导致细胞完全死亡。
不过，正常细胞凋亡是维持机体稳态的重要因素之一，而当细胞凋亡过程发生异常或被抑制时，则可能出现多种疾病的发生。
细胞凋亡在疾病的发生中扮演着重要的角色。
首先，细胞凋亡的异常与肿瘤的形成相关。
正常情况下，细胞凋亡有助于维持体内细胞数量的平衡，并清除受到损坏或突变的细胞。
然而，当细胞凋亡过程发生异常，如凋亡途径的基因突变或异常表达，会导致凋亡信号传导通路的紊乱，使受损细胞无法按正常的程序死亡，从而可能导致肿瘤细胞的不受控制生长和扩散。
其次，细胞凋亡还与免疫系统相关的疾病密切相关。
细胞凋亡参与调节机体免疫应答和免疫耐受。
正常情况下，凋亡细胞会通过被巨噬细胞吞噬和NK细胞清除，从而防止凋亡细胞释放细胞内的抗原并诱导炎症反应。
然而，当细胞凋亡异常时，凋亡细胞可能会引发自身免疫疾病，如系统性红斑狼疮和类风湿性关节炎。
此外，凋亡信号通路的异常还可能导致免疫细胞凋亡不足，从而妨碍机体对感染性病原体的清除，增加感染风险。
此外，细胞凋亡还与神经系统疾病的发生关系密切。
细胞凋亡异常可能导致神经元数量的减少或过多，以及突触形成和神经退行性变。
例如，在神经退行性疾病中，如阿尔茨海默病和帕金森病，细胞凋亡的异常可能导致神经元的大量死亡，进而导致认知功能障碍和运动失调等临床表现。
除了上述疾病，细胞凋亡的异常还可能导致多种其他疾病的发生和进展，如心血管疾病、肝病、肺病、肾病等。
这些疾病在不同程度上与细胞凋亡的异常或抑制有关，进一步突显了细胞凋亡在疾病发生中的重要性。
细胞凋亡与疾病发生之间的关系是复杂而多样的，具体的机制和调控过程仍需深入研究。
然而，研究了解细胞凋亡的异常与疾病的关联对于疾病的预防、诊断和治疗具有重要意义。
骨关节炎相关致病基因的研究进展
胞在 Ｏ Ａ继发性骨质增生 中扮演重要 角色。 ２ 胰 岛素样生长 因子 （ ） Ｉ 基因 ＧＦ
Ｉ Ｆ旧称 生 长 调 节 素 。 ＩＦ １ 由 ７ Ｇ Ｇ－是 ０个 氨 基 酸 残 基 组
Ｂ ＭＰ家族 是一 组酸 性多糖 蛋 白复合 物 ， 于转化 生长 属 因子 Ｂ Ｔ Ｆ １ 基 因超家族成员 ， 中 Ｂ － Ｂ ＿ 基 因 （Ｇ－） ３ 其 ＭＰ２与 ＭＰ７ 在骨与关节 的结构形成 过程 中有 重要作 用“ 。Ｂ ＿ ｊ ＭＰ２主要
基因 １５和 （ ） ， 或 ８的 氨 基 端结 构 域 磷 酸 化 而 激 活 ， 旦 一 Ｓ ｄ， Ｓ ｄ ｍａｌ 或 ｍａ５被激活 ， 就可 以使 问充质细胞 、 滑膜 细胞等
层关节软骨 缺损兔 模型进 行 修复 显 示， 植 入 ｒＢ 一 １ 在 ｈ ＭＰ２ ２ 周后 ， 无论从外 观上看还是从组织学上检查均显示缺损软 骨 完全修复 。而有人 用 ｒＢ ＿ Ｉ型胶 原基质复 合进行 ｈ ＭＰ７与
动物软骨缺损模型修复的实验发 现 ， Ｂ 一 ｒＢ － ｒ ＭＰ７与 ｈ ＭＰ２有 ｈ 相 同的作用 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
特点 、 致病 机制综述如 下。
１ 骨 形 态 发 生 蛋 白 （ ＭＰ） Ｂ － Ｂ － ＭＰ７基 因 ２、
膜基质细胞 、 骨膜细 胞等 。③允 许骨 生长 的正常 坏境 。Ｏ Ａ
病变软骨释放 的 内源 性 Ｂ ＭＰ趋 化性 与关 节 结缔组 织 表达 Ｂ ＭＰ受体 的问充 质细胞 、 滑膜细胞 等结合 ， 受体末端 Ｓ ａ 将 ｍｄ
Ｓｌｒ 等 用 基 因 重 组 技 术 重 组 人 Ｂ ４（ ＭＰ 对 全 ｅｅｓ ｌ ＭＰ ￣Ｂ ４）
电针治疗对膝骨关节炎兔膝关节软骨细胞凋亡的影响
２ ０７ ） ００ １
要 目的 ： 察电针治疗对膝 骨关节炎兔膝 关节软 骨细胞凋亡的影响 ， 观 探讨 电针 治疗膝骨关节炎的作用机 制。方法 ： ３ 将 ０只
健康新 西兰大 白兔随机 分为正常对照组 、 模型对照组和电针 治疗组 ， 每组 １ ０只。采用 Ｈ ｈ ｕ ｈ法对模 型对照组及 电针 治疗组 实验
・
１ （ ２２ ２・总 ５ ）
中 医正 骨 ２ １ ０ ２年 ４月 第 ２ 第 ４期 ４卷
・
基础 研 究 ・
电针 治疗 对膝 骨关 节 炎 兔膝 关节 软 骨细胞 凋 亡 的影 响
汤剑斌 圣小 平。樊天佑 ， ，
（． １ 上海 市浦 东新 区光 明中医医院 ， 上海 ２ １９ ；． ０ ３ ９ ２ 上海市 中医医院， 上海
兔左膝 关节进行造模 ， 造模后第 ５周开始对电针 治疗组 实验兔进行 电针治疗 ， 正常对照组、 型对照组 同期正常饲养 ， 模 不作任何 治
疗。治疗 ４周后 同时处死 ３组 实验兔 ， 左膝 关节股 骨端制成切 片， 取 观察各 组实验兔软骨 组织形 态及软骨组织形 态。正常对照组软 骨表层光 滑、 平整 ， ４层结构清晰 ， 软骨细胞分布均 匀、 无簇聚 ， 潮线完整 ； 型对照组 关节软 骨厚 模 度 减 小， 面毛糙 ， 表 可见明显纤维化、 隙、 骨细胞簇聚 ， 线断裂； 裂 软 潮 电针治 疗组 关节软骨厚度 减小 ， 面不光滑 ， 表 少见纤 维化 、 裂 隙、 骨细胞 簇聚 ， 线断裂 。②软 骨 细胞 凋 亡情况 。３组 实验兔软 骨 细胞 凋 亡率 比较 ， 软 潮 差异 有统 计学 意义（ Ｆ＝１６ ７ ３ Ｐ＝ ２．５ ，
ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ａ ｂ ｔ ｎ ｍｏ ｅ ｏ ｔｏ ｏ ｐ ａ ｄ ｅｅ ｔ ｃ ｐ ｎ ｔ ｒ ｏ ｐ ｗｅｅ ａｌｂ ｉ ｄ ｌ ｔ ｒ ｕ ｈ Ｈｕ ｔ ｔｏ ． ｅ５ ｈ ｗｅ ｋ ａｔｒ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｒ ｂ ｉ ｉ ｄ ｌ ｎ ｒｌｇ ｕ ｎ ｌｃｍａ ｕ ｕ ｃ ｕ ｅｇ ｕ ｒ ｌ ｕ ｌ ｍｏ ｅｓ ｈ ｏ ｇ ｌ ｍｅｈ ｄ Ａｔ ｈ ｔ ｅ ｆ ｌ ｓ ｃ ｒ ｒ ｔ ｈ ｔ ｅ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
展[19]。
用IL-10抗体与免疫增强剂OK-432联合应用于乳腺癌小鼠,发现与仅用OK-432治疗的乳腺癌小鼠比较其恶性腹水增长减慢,小鼠生存期延长。
再取两组小鼠的脾细胞比较,IL-10抗体与OK-432联合应用组小鼠的脾细胞对肿瘤细胞的杀伤力较OK-432单独治疗组大。
这证明使用I L-10的拮抗剂降低体内IL-10的水平对于肿瘤的治疗是有可行性的。
4 结语I L-10通过对多种效应分子的抑制和对肿瘤细胞的作用来抑制机体的抗肿瘤免疫,在肿瘤发生发展过程中发挥重要作用。
因此IL-10在肿瘤的诊断,治疗和判断预后方面均有广阔的应用前景。
参考文献[1] Elnemr A,Ohta T,Yachie A,et al.[J].Int J Oncol,2001,18(1):33-39.[2] Zhang X,Chen Y,Liu Y,et al.[J].Zhonghua Zhong Liu Za Zhi,2002,24(1):14-16.[3] Mos mann TR,Cherwins ki H,Bond MW,et al.[J].J Immunol,1986,136(7):2348-2357.[4] Tabata T,Hazama S,Yoshino S.[J].A m J Surg,1999,177(3):203-208.[5] Groux H.[J].Microbes Infect,2001,3(11):883-889.[6] Sheu BC,Lin RH,Lien HC,et al.[J].J Immunol,2001,167(5):2972-2978.[7] Urosevic M,Willers J,M ueller B,et al.[J].Blood,2002,99(2):609-617.[8] Lauerova L,D usek L,Si mickova M,et al.[J].Neoplas ma,2002,49(3):159-166.[9] Sharma S,Stolina M.[J].J Immunol,1999,163(9):5020-5028.[10] Mullins D W,Marti ns R S,Burger CJ,et al.[J].J Leukoc Bi ol,2001,69(1):129-137.[11] Knolle PA,Uhrig A,Hegenbarth S.[J].Cli n Exp Immunol,1998,114(3):427-433.[12] Steinbrink K,Jonulei t H,Muller G.[J].Blood,1999,93(5):1634-1642.[13] Groux H,Bi gler M,de Vries JE.[J].J Immunol,1998,160(7):3188-3193.[14] Cardillo MR,Sale P,Di Silverio F.[J].Anticancer Res,2000,20(6B):4579-4583.[15] Chang CK,Zdon MJ.[J].Surg Laparosc Endosc Percutan Tech,2002,12(4):247-251.[16] Petersson M,Charo J,Salaz ar-Onfray F,et al.[J].J Immunol,1998,161(5):2099-2105.[17] Ts uruma T,Yagi hashi A,Hirata K.[J].Cell Immunol,1999,198(2):103-110.[18] Naruke M,Abe Y,Hatanaka H,et al.[J].Int J Oncol,2001,18(6):1213-1217.[19] Hi hara J,Yamaguchi Y,Mina mi K.[J].Anticancer Res,1999,19(2A):1077-1084.037 软骨细胞凋亡与骨关节炎向 川(华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科,湖北武汉430022)摘要:骨关节炎(OA)是一种老年人常见的关节疾患,近年研究显示,软骨细胞过度凋亡可能在OA的发病中产生了重要影响。
在OA中,软骨细胞凋亡多通过NO途径和Fas途径发生,并且受I L-1 、TNF- 、IL-8、bc-l2等因素的影响。
阐明软骨细胞凋亡在OA的发病机制中的作用,将有助于OA的防治。
关键词:软骨细胞;凋亡;骨关节炎文章编号:1001-103X(2003)02-0110-03 中图分类号:R681.3 文献标识码:A骨关节炎(osteoarthritis,OA)是一种常见的关节疾患,老年人群多发,在美国50岁以上人群中,OA 的患病率居第二位,仅次于心血管疾病。
我国的流行病学调查显示,OA患病率为4%。
随着我国人口逐步老龄化,OA患病人群将越来越多。
OA属于退行性病变,脊柱及四肢各关节均可受累,与该关节是否负重无关,其主要临床表现是关节疼痛及活动受限。
1995年,在国际OA专题会议上提出了OA的最新定义,即OA是在力学因素和生物学因素的共同作用下,软骨细胞、EC M及软骨下骨三者间分解和合收稿日期:2001-04-10;修订日期:2002-12-10作者简介:向 川(1972-),男,山西太原人,华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科博士研究生审校者:华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科 杜靖远;山西医科大学第二附属医院骨科 卫小春成代谢失衡的结果。
目前其病因及发病机制不是很清楚。
细胞凋亡是一个正常的生理过程,是一种由基因控制的、主动地去除非需要或损伤细胞的程序性死亡过程。
然而,过度凋亡则是病理性的和有害的。
目前在许多疾病中均可发现过度凋亡的证据,如Alzheimer s病、自身免疫性疾病、AIDS病等。
近年来的研究显示,软骨细胞过度凋亡可能在OA的发病中产生了重要影响[1]。
因此,加强软骨细胞凋亡与OA关系的研究,不仅可对OA的病因提出新的解释,而且会给OA的治疗提供新的途径,意义重大。
1 软骨细胞凋亡的途径Hashimoto[2]的研究认为,至少有两种相互独立的途径参与了OA软骨细胞的凋亡,一种是同滑膜炎症无关的途径,由NO介导;另一种是同滑膜炎症相关的途径,由Fas介导。
Hashimoto认为,典型的OA不存在明显的炎症反应,此时软骨细胞凋亡以NO途径为主;当产生炎症反应时,则通过Fas途径加剧软骨细胞凋亡和关节破坏。
他还指出针对NO 合成的抑制剂不能抑制Fas途径诱导的凋亡。
1.1 NO途径一氧化氮(Nitric Oxide,NO)是一种无机小分子,具有脂溶性,能通过生物膜快速扩散,极易被氧化,在体内半衰期约3~5秒。
NO通过两种方式造成组织及细胞损伤。
一是高浓度的NO能抑制多种与线粒体呼吸传递系统及柠檬酸循环有关的酶,从而抑制线粒体呼吸,造成组织损伤;二是NO与超氧化阴离子O2-反应,生成氧化亚硝基阴离子ONOO-,在酸性条件下(如病理条件)迅速分解为OH-和NO2自由基,这两种自由基具有很强的细胞毒性,可造成组织细胞损伤。
Grabowski[3]认为在关节内炎性介质(如IL-1 )诱导下,软骨细胞是产生NO的主要细胞。
研究证实:在体外培养软骨母细胞时,只要加入炎性细胞因子,如IL-1 、TNF- 等,就会激活软骨母细胞中的iNOS (诱导型NO合成酶)产生大量的NO。
Hashimoto[4]通过横断兔子的ACL(前交叉韧带)造成OA模型,实验中检测到硝基酪氨酸的活性明显增高,而硝基酪氨酸是体内NO产物的指示剂,表明OA中NO产物增多。
Hashimoto[2]还证实高浓度的NO出现在OA患者的关节滑液中。
Lotz[5]的研究认为NO及其产物的水平同软骨细胞的凋亡数目,OA的严重程度呈正相关,其研究结果表明,在OA早期,NO产物会造成软骨细胞凋亡,随后二者共同作用导致关节软骨的病理性降解。
Pelletier[6]首先制造狗的OA模型,然后通过口服L-NIL(N-亚氨乙基-L-赖氨酸,一种iNOS 的抑制剂)来评价其在OA中的作用。
结果表明,服用L-NIL组股骨髁和胫骨平台软骨的损伤程度在肉眼及组织学上均明显低于未服用L-NIL组。
L-NIL 显著降低了I L-1 及MMP(基质金属蛋白酶)水平,降低了Caspase-3活性,减少了软骨细胞的凋亡数量。
此实验间接证实了NO及其产物对软骨细胞的损害作用。
Studer[7]观察到NO可抑制TGF- 1的产生,使得TGF- 1抑制I L-1的功能降低,导致软骨基质合成受阻。
而iNOS抑制剂可减轻基质合成受阻的程度,暗示NO可通过干扰重要的自分泌和旁分泌因子来抑制软骨基质的合成。
由上可知,NO及其产物可诱导软细胞凋亡,抑制蛋白多糖及胶原蛋白的合成而促进其分解。
由于蛋白多糖减少,软骨基质中水分相应下降,软骨由光滑半透明变得干涩无光泽。
胶原蛋白的缺乏使软骨弹性降低,缺乏对抗正常活动的应力易致磨损破裂。
随后由于软骨的蛋白多糖,胶原蛋白的抗原决定簇暴露,诱发免疫反应,产生炎性介质如IL-1 ,TNF- 等,又可激活软骨细胞内iNOS产生大量NO[3],导致恶性循环。
炎性反应造成Fas途径的参与,又加剧了关节软骨的破坏。
1.2 Fas途径Fas即APO-1或CD95,是 型膜蛋白,Fas-L是 型膜蛋白,Fas与其配体或抗体结合均能诱导细胞凋亡。
目前已证实,Fas可在软骨细胞表达,Fas-L主要由滑膜中激活的T细胞产生,而软骨细胞不能表达[2]。
Hashimoto的研究发现,在OA患者的关节滑液中,Fas-L过度表达,表明它可能与诱导软骨细胞凋亡有关。
Kim[8]对比正常人及OA患者的关节软骨,发现正常人的软骨几乎看不到凋亡细胞,而在OA患者中,受损区软骨细胞的凋亡比例明显高于未受损区。
Fas表达的结果与其相符,OA受损区的Fas 表达远高于未受损区,提示Fas表达可诱导软骨细胞凋亡。
但似乎有些矛盾的是,实验结果显示,正常和OA软骨细胞的Fas表达无明显差异,Hashimoto[2]的实验中也存在这一现象,作者并未就此作出解释。
Kuhn[9]的研究表明,Fas及Fas-L在细胞表面的表达受细胞密度的影响,细胞密度处于未融合状态时的Fas及Fas-L的表达,要高于细胞密度处于融合状态,但后者被主动性抗体诱导而凋亡的软骨细胞数却15倍于前者。
这提示在低密度培养时,保护性的抗凋亡机制被激活,使得软骨细胞对Fas途径介导的凋亡敏感性下降,但其具体机制尚不清楚。
上述研究结果表明,OA关节破坏与Fas途径介导的软骨细胞凋亡有关。