黄芩素抗骨性关节炎的作用及其机制研究

论文摘要

骨性关节炎（Osteoarthritis OA）是一种最常见的退行性关节病,多见于中老年人群。它的病理特点包括渐进性的软骨退变与磨损,软骨下骨的硬化,滑膜炎症及骨赘形成等,其中软骨的退变是OA的中心事件。这些病理改变最终导致关节疼痛、畸形和功能障碍。目前OA的药物治疗治疗包括非甾体抗炎药、选择性环氧合酶（Cyclooxygenase COX）-2抑制剂、硫酸氨基葡萄糖、局部应用激素及透明质酸等,这些药物能改善临床症状,包括缓解疼痛及炎症,改善关节功能。但是它们都有一定的副作用。例如,非甾体抗炎药可增加胃肠道出血的风险,选择性COX-2抑制剂会增加心血管系统的风险。更重要的是,这些药物不能改善软骨退变,不能从根本上延缓OA的进展。理想的治疗药物不仅要能安全使用,缓解症状,更重要的是,还要能逆转软骨退变,从而从根本上中止OA的疾病进展。因此,开发新的安全且疗效可靠的治疗OA的药物仍然任重而道远。黄芩素是一种从黄芩中提取的黄酮,它存在与多种植物中。以往的研究表明,黄芩素具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤等作用。然而,黄芩素在OA中的作用的研究尚未报道。在本次研究中,我们探讨了黄芩素对OA在治疗作用及可能涉及的作用机理。本次研究主要分三部分：一、首先进行人软骨细胞培养,用白介素-1β（interleukin-1βIL-1β）对软骨细胞进行刺激,用不同浓度的黄芩素进行干预,探索黄芩素对人软骨细胞中基质金属蛋白酶（MMPs）的基因和蛋白表达的影响。我们的研究发现黄芩素不影响软骨细胞的活性。重要的是,黄芩素可以抑制人软骨细胞中MMP-1，MMP-3,MMP-13的基因和蛋白的表达水平。二、在第一部分实验的基础上,我们探索了黄芩素抑制MMPs的机制。结果发现黄芩素抑制了IκBα的降解和p38和ERK的磷酸化。三、在兔子中建立OA的动物模型,观察了黄芩素在动物OA模型中对关节软骨的作用。结果发现黄芩素可以减轻关节软骨的损伤。我们的研究结果表明,黄芩素具有抗OA的作用。第一部分黄芩素在人软骨细胞中对MMPs的作用目的：观察黄芩素对IL-1刺激的人软骨细胞中MMPs表达的影响。方法：取全膝置换术后的关节软骨标本,用酶消化法进行人软骨细胞培养。取第三代软骨细胞,加入不同浓度的黄芩素,然后用IL-1刺激,24小时后收取细胞和细胞上清。用实时定量PCR法检测软骨细胞中MMP-1,MMP-3,MMP-13的基因表达。用ELISA法观察细胞上清中MMP-1,MMP-3,MMP-13的含量变化。结果：黄芩素可抑制人软骨细胞中IL-1介导的MMP-1,MMP-3,MMP-13的基因表达,并抑制细胞上清中MMP-1,MMP-3，MMP-13的含量。结论：黄芩素对人软骨细胞中MMP-1，MMP-3,MMP-13表达有抑制作用。第二部分黄芩素在软骨细胞中抗OA作用的机制的研究目的：观察黄芩素对软骨细胞中MMPs抑制作用的机理。方法：用黄芩素干预IL-1刺激的软骨细胞,用Western blot法检测黄芩素对IκBα和MAPK表达的影响。在软骨细胞中加入不同的信号通路抑制剂,用ELISA法检测细胞上清中MMP-1，MMP-3，MMP-13的含量变化。结果：黄芩素抑制IkBα的降解,同时抑制人软骨细胞中p38和ERK的磷酸化；NF-κB和p38、ERK抑制剂可抑制细胞上清中MMP-1,MMP-3,MMP-13的含量。结论：黄芩素在软骨细胞中对MMP-1,MMP-3,MMP-13的作用涉及MAPK及NF-κB信号通路。第三部分黄芩素在动物OA模型中的疗效观察目的：观察黄芩素在兔子OA模型中的疗效。方法：取32只新西兰大白兔,用右膝前交叉韧带切断（ACLT）法制作OA模型。术后随机分为4组,每组8只,分别为对照组,低浓度组,中浓度组,高浓度组。另取8只兔子作为正常对照。术后第一天起各组接受不同浓度黄芩素（溶于二甲基亚砜）关节腔注射,对照组注射溶剂,每周一次,持续6周,正常组不行关节腔注射。末次注射后1周取右膝关节（股骨侧）,进行形态学、组织学观察,并用实时定量PCR法检测关节软骨中MMP-1,MMP-3和MMP-13的基因表达。结果：形态学结果提示中、高浓度组关节软骨病变程度轻于对照组。但是,软骨退变评估差异无统计学意义。组织学观察提示中、高浓度组软骨损伤比对照组轻。与对照组相比,黄芩素明显抑制关节软骨中MMP-1,MMP-3,MMP-13的基因表达。结论：黄芩素可以减轻ACLT模型所致的OA中关节软骨的损伤。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• Abstract
• 缩略语
• 插图和附表清单
• 目次
• 1 绪论
• 1.1 骨性关节炎的现状
• 1.2 OA的病理
• 1.3 OA的发病机制
• 1.4 OA药物治疗的现状及研究展望
• 2 黄芩素在人软骨细胞中对MMPs的作用
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.3 结果
• 2.4 讨论
• 2.5 小结
• 3 黄芩素在软骨细胞中抗OA作用的机制的研究
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.3 结果
• 3.4 讨论
• 3.5 小结
• 4 黄芩素在动物OA模型中的疗效观察
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.3 结果
• 4.4 讨论
• 4.5 小结
• 全文总结
• 参考文献
• 综述一
• 参考文献
• 作者简历及在学期间主持课题和发表论文