损伤滑膜细胞上清液作用下应力损伤和PGE_2对前交叉韧带成纤维细胞中LOX家族及MMP-1,2,3表达的影响

【摘要】随着进行体育运动的人数不断增多,膝关节韧带损伤的机率也大幅增加。前交叉韧带(anteriorcruciateligament,ACL)以及后交叉韧带在损伤后缺乏自我修复的能力,因此其损伤后康复治疗十分重要。目前对前交叉韧带损伤大部分采用关节置换外科手术进行治疗,但效果不佳并不能恢复其本来的生物力学特性,因此寻找新的有效治疗方法显得格外迫切。大量研究已经证实,在前交叉韧带损伤后关节液中炎症因子以及基质金属蛋白酶的大量积累打破了胞外基质合成与降解的动态平衡,阻碍了前交叉韧带重塑的进程,因此我们推测促炎因子可能在ACL损伤修复过程中起重要作用。本研究选用体外培养的正常滑膜细胞(Synovialcells,SC)上清液、损伤滑膜细胞上清液、损伤滑膜细胞上清液与PGE2分别作用于ACL成纤维细胞,观察细胞的迁移能力；12%应力刺激或与lOng/ml前列腺素E2(ProstaglandinE2,PGE2)协同处理损伤SC上清液培养下的ACL成纤维细胞,在处理后第1,3,6,12小时RT-PCR检测MMP-1,2,3的表达；分别在处理后第12、24、48、72小时明胶酶谱法检测培养液中MMP-2活性,并进行相对定量分析。结果显示,损伤SC上清液或与PGE2协同作用可以增强ACL成纤维细胞的迁移能力且协同作用下更为明显。在损伤SC上清液作用下,应力损伤或与PGE2对前交叉韧带成纤维细胞中LOXS基因表达下调,对MMP-1,2,3基因表达上调。酶谱结果显示应力损伤或与PGE2均促进ACL成纤维细胞中MMP-2活性,且具时间依赖性。在单独培养和与滑膜细胞共培养条件下用FX-4000柔性基底拉伸系统对ACL成纤维细胞施加4h,6%,1.0Hz的周期性机械拉伸。继续培养12h后,观察细胞形态,用MTS检测不同培养体系对ACL成纤维细胞活性的影响,明胶酶谱法检测ACL成纤维细胞上清液中MMP-2活性。结果显示,各组细胞均生长良好,未受到物理损伤。实验共分为四组：单培养组(对照组)；单培养且对ACL成纤维细胞施加6%周期性机械拉伸(动态组)；ACL成纤维细胞(下室)与SC(共培养组)；共培养组且对位于下室的ACL成纤维细胞施加6%周期性机械拉伸(动态共培养组)。动态组和动态共培养组的ACL成纤维细胞呈现垂直于拉伸方向定向排列。共培养组、动态共培养组与对照组比较,ACL成纤维细胞活性有显著增加,且ACL成纤维细胞上清液中MMP-2的活性显著增强。综上所述,滑膜组织及炎症因子PGE2对ACL损伤和修复起着至关重要的作用。并且通过对ACL成纤维细胞和SC动态共培养体系的研究,发现利用共培养体系膝关节腔微环境的方法能较好的模拟膝关节腔微环境。本研究将为ACL损伤修复的后续研究奠定基础,同时研究的结果也将为开发有效的治疗新方法奠定理论基础。
【作者】陈文琦；
【导师】刘彬；杨力；
【作者基本信息】西南大学，动物学，2014，硕士
【关键词】前交叉韧带；滑膜；前列腺素E2；基质金属蛋白酶；周期性拉伸；共培养；

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