低强度脉冲超声波对早中期兔膝骨性关节炎软骨细胞外基质及MAPKs信号通路的影响

目的:研究低强度脉冲超声波(LIPUS)对早中期兔膝骨性关节炎(OA)软骨细胞外基质(ECM)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)信号通路的影响,探讨LIPUS对关节软骨损伤修复和延缓退变的作用机制。方法:36只健康新西兰兔随机分成6组,早期对照组(EC组)、早期OA组(EO组)、早期治疗组(ET组)、中期对照组(MC组)、中期OA组(MO组)和中期治疗组(MT组),6只/组。EO、ET、MO及MT组均接受左后肢前交叉韧带切断术(ACLT),对照组仅接受左侧膝关节囊切开术。ET组和MT组分别于术后第3天和第5周起接受LIPUS治疗。超声频率3MHz,强度40mW/cm2,作用时间20min,1次/d,6d/周,持续6周。EO与MO组的LIPUS方案与治疗组相同,但无超声输出。LIDUS6周后,采用甲苯胺蓝染色进行关节软骨的组织学观察,并进行Mankin评分。采用免疫印迹法检测蛋白多糖、Ⅱ型胶原、磷酸化的细胞外信号调节激酶1/2(p-ERK1/2)及p38(p-p38)的变化。结果:③组织学观察及Mankin评分:EO组关节软骨表面不规则、甲苯胺蓝染色变浅、软骨细胞减少,与EC组相比,Mankin评分显著升高(P<0.01);MO组关节软骨损伤明显,Mankin评分较MC组显著升高(P<0.01)。与EO组相比,ET组病理学改变程度轻,Mankin评分显著降低(P<0.01);但MT组Mankin评分较MO组无显著降低(P>0.05)。③Ⅱ型胶原、蛋白多糖检测:与EC组比较,EO组和ET组均下降,但EO组较ET组明显下降(P<0.05);与MC组相比,MO和MT组均显著降低(P<0.05),MO组与MT组间无显著差异(P>0.05)。③p-ERK1/2、p-p38检测:与EC组相比,EO组表达量显著升高(P<0.05),但与EO组相比,ET组显著降低(P<0.05);与MC组相比,MO组和MT组表达显著升高(P<0.05),MT组与MO组间无明显差异(P>0.05)。结论:LIPUS可以减轻关节软骨ECM的损伤程度,其作用与LIPUS治疗后关节软骨中p38、ERK1/2表达下调有关,这种作用与OA的病变阶段密切相关,即在OA早期进行LIPUS作用更明显。