滑膜巨噬细胞极化在骨关节炎中的研究进展

骨关节炎(OA)是一种常见的好发于中老年人的慢性退行性关节疾病,其特点是滑膜炎、关节软骨退化、软骨下骨重塑和骨赘形成。巨噬细胞是一组在表型和功能上均具有高度异质性的免疫细胞,在不同的组织微环境和病理条件下可极化为不同的表型,即促炎性M1型巨噬细胞和抗炎性M2型巨噬细胞。研究显示巨噬细胞在OA中具有重要作用,它成为目前研究热点。M1/M2型巨噬细胞比值可以影响OA的严重程度,巨噬细胞极化可以影响OA进展。该文就滑膜巨噬细胞极化在OA中的研究进展进行综述。

双氯芬酸钠对骨关节炎大鼠模型软骨细胞炎症和滑膜巨噬细胞极化的影响

目的探究双氯芬酸钠对骨关节炎(OA)大鼠模型软骨细胞炎症和滑膜巨噬细胞极化的影响。方法45只6周龄雄性Sprague-Dawley大鼠用于本研究,大鼠左膝关节的髌韧带关节内注射单碘乙酸(MIA)溶液诱导OA模型。根据实验目的将实验大鼠分为3组:对照组(关节内注射无菌0.9%氯化钠溶液作为实验对照,n=15),OA模型组(大鼠左膝关节的髌韧带关节内注射MIA诱导OA模型,n=15),双氯芬酸钠组(MIA注射后14 d,用双氯芬酸钠口服治疗8 d,n=15)。通过酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒检测大鼠血清炎症因子肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素(IL)-1β、IL-12和IL-10浓度。使用相应试剂盒测定大鼠血清丙二醛、还原型谷胱甘肽(GSH)和过氧化物歧化酶(SOD)浓度。通过蛋白印迹分析炎症介质相关蛋白的表达。通过免疫组织化学分析检测CD86和Arg1的蛋白表达。通过免疫细胞化学测定检查大鼠滑膜组织中CD86+和CD163+巨噬细胞的数量。组织学和免疫组织化学分析大鼠关节组织。通过膝弯曲试验和步态分析得分评估各组大鼠的关节疼痛。结果OA模型组TNF-α、IL-1β、IL-12浓度较对照组升高,IL-10浓度较对照组降低,差异均有统计学意义(P<0.05);双氯芬酸钠组TNF-α、IL-1β、IL-12较OA模型组降低,IL-10浓度较OA模型组升高,差异均有统计学意义(P<0.05)。OA模型组丙二醛浓度较对照组升高,GSH和SOD浓度较对照组降低,差异均有统计学意义(P<0.05);双氯芬酸钠组丙二醛浓度OA模型组降低,GSH和SOD浓度较OA模型组升高,差异均有统计学意义(P<0.05)。OA模型组iNOS、COX2、MMP-13和PGE2蛋白表达较对照组升高,差异均有统计学意义(P<0.05);双氯芬酸钠组iNOS、COX2、MMP-13和PGE2蛋白表达较OA模型组降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。OA模型组CD163蛋白表达较OA模型组升高,Arg1蛋白表达较对照组降低,差异均有统计学意义(P<0.05);双氯芬酸钠组CD163蛋白表达较OA模型组降低,Arg1蛋白表达较OA模型组升高,差异均有统计学意义(P<0.05)。OA模型组CD86^(+)、CD163^(+)巨噬细胞的数量和M1/M2比值较对照组升高,差异均有统计学意义(P<0.05);双氯芬酸钠组CD86^(+)、CD163^(+)巨噬细胞的数量和M1/M2比值较OA模型组降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。OA模型组的膝关节弯曲和步态评分较对照组升高,差异均有统计学意义(P<0.05);双氯芬酸钠组膝关节弯曲和步态评分较OA模型组降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论双氯芬酸钠通过促进M2巨噬细胞极化减轻MIA诱导的OA大鼠的疼痛和软骨退化。双氯芬酸钠通过应用于膝关节腔后,M2巨噬细胞促进了膝关节的抗炎微环境,有助于结构改善和镇痛作用。

滑膜巨噬细胞影响骨性关节炎的研究进展

骨性关节炎(osteoarthritis,OA)是一种慢性、退行性关节病变,是临床上最常见的关节疾病,又称退行性关节炎,主要特点是关节软骨退变和骨赘形成,最终导致关节畸形、运动能力丧失,严重影响老年人生活质量的重要疾病。虽然OA以关节软骨退变为主要病理表现,但其病理变化又决不仅限于软骨局部,而是影响关节内所有组织的全关节疾病。骨细胞,软骨细胞和滑膜细胞之间通过释放可溶性介质及机械信号完成进行细胞间通信。越来越多的研究发现,滑膜炎症在OA的发生和发展中发挥重要作用,而关节炎滑膜中以巨噬细胞为主体的混合性炎症浸润则是关键。滑膜巨噬细胞被微环境刺激所激活,分化为促炎因子的M1亚型和产生抗炎因子的M2亚型两种功能极化状态,这一过程会产生一系列的炎症因子间动态变化。由于巨噬细胞的动态平衡在疾病发展过程中的重要性,巨噬细胞已经成为OA病理机制和治疗策略的研究热点。本综述将回顾和总结涉及滑膜炎与OA的研究,这些研究强烈提示滑膜炎和活化的滑膜巨噬细胞在促进OA病理学中的重要性。特别是,我们将概述滑膜巨噬细胞在促进OA炎症和破坏性反应中的作用以及针对巨噬细胞或巨噬细胞产生的细胞因子作为该疾病治疗策略的潜在作用。

壮骨健膝方含药血清对脂多糖诱导兔膝滑膜巨噬细胞炎症反应的效应浓度研究

目的探讨壮骨健膝方含药血清对脂多糖(LPS)诱导兔膝滑膜巨噬细胞炎症反应的效应浓度。方法将12只新西兰大白兔随机分为壮骨健膝方组6只和空白组6只,壮骨健膝方组予壮骨健膝方药液灌胃,空白组予生理盐水灌胃,持续3 d。于末次给药后1 h进行腹腔注射麻醉,行腹主动脉采血,离心后获得壮骨健膝方兔含药血清和空白血清。分别制备5%、10%、15%、20%、25%壮骨健膝方兔含药血清完全培养液(含药完培)与兔空白血清完全培养液(空白完培)备用。(1)筛选含药血清干预浓度实验:体外培养兔膝滑膜巨噬细胞,随机分为对照组、空白血清组及含药血清组,分别采用普通完全培养基、空白完培(5%、10%、15%、20%、25%)和含药完培(5%、10%、15%、20%、25%)培养24 h,采用CCK8法检测各组细胞活性。(2)筛选LPS诱导致炎时间实验:将兔膝滑膜巨噬细胞随机分为空白组和LPS组,空白组加入普通完培,LPS组加入含1.0μg/mL的LPS培养液,分别培养12、24、36、48 h后,收集各组细胞上清液,ELISA法检测IL-1β、TNF-α含量。(3)采用含1μg/mL的LPS培养液刺激兔膝滑膜巨噬细胞12 h诱导其炎症反应,诱导成功后随机分为模型组和5%、10%、15%含药血清组,另取正常兔膝滑膜巨噬细胞作为空白组。模型组采用10%兔空白完培干预,5%、10%、15%含药血清组分别采用5%、10%、15%壮骨健膝方兔含药完培干预,空白组采用10%兔空白完培干预,均干预24 h。ELISA法检测各组细胞上清中白介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、基质金属蛋白酶-3(MMP-3)、MMP-13的含量。结果(1)筛选含药血清干预浓度实验结果显示,5%、10%、15%含药血清组细胞活性与同浓度下空白血清组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。(2)筛选LPS诱导致炎时间实验结果显示,LPS组内各时间点比较,刺激12 h后滑膜巨噬细胞上清液中IL-1β、TNF-α的含量最高(P<0.05)。(3)与空白组比较,模型组IL-1β、TNF-α、MMP-3、MMP-13含量明显升高(P<0.05);与模型组比较,10%、15%含药血清组IL-1β、TNF-α、MMP-3、MMP-13含量均明显降低(P<0.05)。结论10%、15%壮骨健膝方兔含药血清为干预LPS诱导兔膝滑膜巨噬细胞炎症反应的效应浓度,以10%浓度更为经济适宜。

脂多糖干预后的不同滑膜细胞来源炎性外泌体对软骨细胞的作用机制研究

目的观察脂多糖(LPS)诱导炎症后的不同滑膜细胞来源外泌体对软骨细胞的影响,探讨两种滑膜细胞外泌体在膝骨关节炎(KOA)疾病进展中引起软骨损伤的作用机制。方法将两种滑膜细胞以1∶4共培养并用LPS诱导炎症,提取上清液中外泌体,再分别提取正常及LPS诱导炎症后的两种滑膜细胞外泌体。将术中取得的人软骨组织分离培养成软骨细胞,分为五组:第Ⅰ组加入FLS外泌体;第Ⅱ组加入正常的FLS外泌体;第Ⅲ组加入两种滑膜细胞共培养后的外泌体;第Ⅳ组加入炎性的MLS外泌体;第V组加入炎性的FLS外泌体。CCK-8检测各组软骨细胞活力。ELISA法检测各组软骨细胞上清液中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-6水平。Western blot法检测各组软骨细胞中Toll样受体4(TLR4)、核因子κB(NF-κB)、核因子κB抑制因子激酶(IkK)、核因子κB抑制蛋白(IκB)、金属肽酶含血小板反应蛋白基元5(ADAMTS5)的蛋白表达量。结果CCK-8显示,与正常滑膜细胞来源外泌体相比,3组炎性外泌体均可使软骨细胞活力降低(P<0.05);ELISA检测显示Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组软骨细胞上清液中TNF-α、IL-1β、IL-6水平高于Ⅰ、Ⅱ组(P<0.05),Ⅲ组软骨细胞上清液中TNF-α、IL-1β、IL-6水平高于Ⅳ组而低于V组(P<0.05)。Western blot显示Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组软骨细胞中TLR4、NF-κB、IkK、IκB、ADAMTS5蛋白表达量高于Ⅰ、Ⅱ组(P<0.05),Ⅲ组软骨细胞中TLR4、NF-κB、IkK、IκB、ADAMTS5蛋白表达量高于Ⅳ组而低于V组(P<0.05)。结论LPS诱导炎症后的两种滑膜细胞来源外泌体均可通过调控软骨TLRs/NF-κB信号通路,引起软骨炎症。MLS外泌体致炎效果强于FLS外泌体,但两种共培养情况下的外泌体致炎效果弱于单纯MLS外泌体。

机械敏感性通道蛋白对膝骨关节炎滑膜巨噬细胞焦亡的调控效应分析

目的:探讨机械敏感性通道蛋白Piezo1对膝骨关节炎细胞焦亡的调控效应。方法:选取5只SPF级雄性SD大鼠,提取腹腔巨噬细胞,分为空白对照组、应力拉伸组及应力拉伸+Piezo1抑制剂组。使用FX-5000T细胞牵张拉伸应力加载系统以6个循环/min的周期性频率对BioFlex板内巨噬细胞进行表面干预。Western Blot检测Caspase-1,Caspase-1 p10,GSDMD蛋白表达;酶联免疫吸附测定(ELISA)检测细胞上清IL-1β及IL-18含量;Hoechst33342/PI细胞双染免疫荧光检测巨噬细胞膜的完整性;乳酸脱氢酶(LDH)试剂盒检测巨噬细胞培养上清乳酸脱氢酶含量;荧光倒置显微镜观察线粒体活性氧(ROS)荧光强度。结果:应力拉伸组Caspase-1,Caspase-1 p10及GSDMD蛋白表达水平较空白对照组增加(P<0.05),而应力拉伸+Piezo1抑制剂组较应力拉伸组有所降低,差异有统计学意义(P<0.05);此外,应力拉伸组较空白对照组培养上清中IL-1β和IL-18含量显著上升,差异有统计学意义(P<0.05),应力拉伸+Piezo1抑制剂组较应力拉伸组含量显著下降,差异有统计学意义(P<0.05);Ho/PI双染发现应力拉伸组细胞膜遭到破坏,碘化丙啶(PI)染色呈现红色荧光,应力拉伸+Piezo1抑制剂组细胞膜较为完整,PI不能染色或者染色较少;同时,应力拉伸组上清液中LDH含量显著上升,差异有统计学意义(P<0.05);应力拉伸+抑制剂LDH含量较应力拉伸组则显著下降,差异有统计学意义(P<0.05);最后ROS荧光检测发现应力拉伸组产生大量红色荧光,而应力拉伸+抑制剂组荧光强度较低。结论:异常机械应力可通过Piezo1离子通道,加剧滑膜巨噬细胞焦亡及推动膝骨关节炎的进程。

基于TLRs/NF-κB信号通路观察不同滑膜细胞来源炎性外泌体对家兔膝关节的影响及其作用机制

目的基于TLRs/NF-κB信号通路观察不同滑膜细胞来源炎性外泌体对家兔膝关节的影响及其作用机制。方法将两种滑膜细胞用脂多糖诱导炎症后,分别提取其外泌体。将20只实验用家兔用随机数字表法将其分为5组:正常组、盐水组、A组(注射A细胞外泌体混悬液)、B组(注射B细胞外泌体混悬液)、A+B组(注射两种外泌体混合混悬液),每组4只。正常组不作处理,盐水组注射生理盐水,分别在三组外泌体组家兔关节腔内注射对应外泌体混悬液(浓度为1×107/ml)。干预2周后,记录各组家兔行为学变化,酶联免疫吸附试验法检测各组家兔血清中肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)、IL-6及基质金属蛋白酶13(MMP-13)表达水平,蛋白质印迹法检测各组滑膜组织中Toll样受体2(TLR2)、P65、髓样分化因子88(MyD88)、TNF受体相关因子2(traf2)。结果正常组和盐水组干预前后家兔行为学Lequesne MG指数比较,差异无统计学意义(P>0.05);干预后,A、B组及A+B组家兔行为学Lequesne MG指数高于干预前,且高于正常组(P<0.05);A、B组及A+B组家兔血清中TNF-α、IL-1β、IL-6及MMP-13水平,滑膜组织中TLR2、P65、MyD88、traf2蛋白表达均高于正常组(P<0.05);A+B组家兔血清中TNF-α、IL-1β、IL-6及MMP-13水平,滑膜组织中TLR2、P65、MyD88、traf2高于A组和B组(P<0.05);A组家兔滑膜组织中TLR2、P65、MyD88、traf2蛋白表达量均高于B组(P<0.05)。结论炎症环境下的两种滑膜细胞外泌体均可激活滑膜TLRs/NF-κB信号通路,加重滑膜炎症。

滑膜细胞在骨关节炎中的研究进展

骨关节炎(osteoarthritis,OA)作为最常见的退行性关节疾病,其主要临床特点是软骨的破坏降解,进而导致关节功能丧失,严重影响患者的生活质量.越来越多的证据表明,除了软骨组织,OA的病理改变还涉及滑膜、骨以及软骨下骨在内的多个组织系统.其中,滑膜作为组织系统的重要组成部分,其病变在OA中的作用日益突出.滑膜细胞分为A型滑膜巨噬细胞和B型滑膜成纤维细胞,在OA中发挥着不同但又密切联系的作用.本文综述不同类型滑膜细胞在OA中的作用,为进一步认识OA发病机制及治疗方法提供科学的理论依据.

转录组测序筛选大鼠滑膜炎差异表达基因及秦皮素治疗靶点的体外验证

目的基于转录组测序分析碘乙酸钠(monosodium iodoacetate,MIA)诱导的膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)大鼠相比于正常组大鼠滑膜组织中的表达差异基因,并初步筛选出秦皮素(fraxetin)治疗滑膜炎的靶点。方法将SD大鼠分为KOA模型组和对照组,采用MIA膝关节注射法制备大鼠右膝KOA模型。造模4周后,取各组大鼠右膝滑膜组织进行转录组测序,获得了KOA模型组与对照组大鼠滑膜组织中mRNA差异表达情况,然后进行差异基因表达分析、GO富集分析、KEGG功能富集分析和PPI蛋白网络互作分析。同时将巨噬细胞Raw264.7分为对照组、脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)干预组和LPS+60μmol/L秦皮素联合干预组,并采用实时荧光定量PCR法对转录组测序后的差异基因分析结果进行验证。结果转录组测序后的差异基因表达分析显示,KOA模型组与对照组相比,共有1730个上调基因和1546个下调基因,其中显著上调的基因有mmp12、Acod1、Acan、Col2a1和Atp6v0d2等[|log2(FoldChange)|≥1,校正后P<0.01]。KEGG聚类分析和GO聚类分析显示,差异基因主要参与调节炎症及免疫代谢过程,例如三羧酸循环、线粒体功能。LPS干预后的Raw264.7细胞中Acod1与Atp6v0d2显著高表达(P<0.0001),而且相较于LPS干预组,LPS+秦皮素联合干预后的Raw264.7细胞中Atp6v0d2表达水平显著降低(P<0.001)。结论MIA诱导KOA建模后,大鼠膝关节滑膜组织中介导炎症及免疫代谢的巨噬细胞相关基因mmp12、Acod1和Atp6v0D2等高表达,提示KOA的发生、发展过程中可能存在着由滑膜巨噬细胞介导的免疫代谢改变。LPS干预后巨噬细胞Raw264.7中Acod1和Atp6v0d2表达增高可初步证实这一结果。其中Atp6v0D2可能是秦皮素治疗滑膜炎的一个潜在靶点,这为KOA治疗提供了新的思路。

滑膜在炎性关节病中的作用

炎性关节病(IJD)在临床上表现为人体关节和周围组织的炎性反应,对患者的生活质量造成不良影响。除了作为IJD中关节软骨破坏的驱动因素,滑膜炎被学者们认定是骨关节炎中关节软骨变性的重要原因。本文就滑膜的生物学特性、滑膜细胞与IJD的发病关系、内皮细胞与IJD的发病关系进行综述。

滑膜细胞与骨关节炎疾病的相关性研究

骨关节炎是老年群体中较为常见的关节疾病,可引起关节软骨损伤,具有一定的慢性致残风险。目前,该病的发病机制尚不明确,但随着临床研究的不断深入,滑膜细胞与该病的关联获得了大量证实,且不同类型滑膜细胞的作用机制也存在较大差异。为此,本文主要对为滑膜细胞与骨关节炎疾病的研究进展进行综述,以期为骨关节炎疾病的病理机制及治疗方案的探索提供更多的参考方向。