IL-1诱导髁状突软骨细胞凋亡的实验研究

作者:焦岩涛 马绪臣 于世凤 张震康  文章来源:现代口腔医学杂志 

2008-4-8 16:51:56         【博客】 【论坛】 【投稿】 【打印】 【关闭

  【摘要】 目的 观察IL-1对髁状突软骨(Mandibular condylar cartilage,MCC)细胞增殖及凋亡的影响。方法下颌骨髁 状突软骨取自6只新生的日本大耳白兔,经机械分离及胰蛋白酶、胶原酶联合消化获得MCC细 胞。取第2代软骨细胞,培养过程中培养液中加入不同浓度(0.1μg/L、100μg/L)的IL- 1,采用相差显微镜、流式细胞术及透射电镜对髁状突软骨细胞生物学行为变化进行研究。 结果 IL-1在1μg/L~100μg/L范围内,呈剂量效应关系抑制髁状突 软骨细胞增殖,流式细胞术结果表明MCC细胞多数阻断于G0/G1期,S期细胞比例显著低 于对照组(P<0.05)。同时10μg/L及100μg/L IL-1可显著诱 导细胞凋亡(凋亡率分别为59.47%及63.73%),细胞收缩,形态变圆。电镜下观,胞 浆浓缩,染色质边集,粗面内质网扩张。结论 IL-1抑制MCC的细胞 增殖,诱导细胞凋亡的发生,可能是其在骨关节病发病中重要作用途径之一。
  【关键词】 白介素-1髁状突  软骨细胞  增殖  凋亡

  在骨关节病(osteoarthrosis,OA)发生、发展过程中,细胞因子IL- 1、IL-6、TNF-α等均起着重要作用。目前研究表明IL-1作为OA的一种重要致病因子可诱导 软骨基质的丢失,抑制软骨细胞Ⅱ型胶原的表达[1,2],并由此出现了一系列针对 抑制IL-1活性及其合成的治疗方法。但目前有关IL-1对髁状突软骨细胞生物学行为的影响报 道较少,进一步研究IL-1的作用机理对骨关节病、软骨损伤的发病机理研究及寻找有效的治 疗措施具有重要意义。本研究利用体外培养兔髁状突软骨细胞,观察了IL-1对其生长、增殖 动力学的影响。

材料和方法

  1.髁状突软骨细胞分离培养:参见文献[3,4]方法,髁状突软骨取自6 只新生日本大耳白兔,无菌条件下切取双侧髁状突。含双抗PBS冲洗并剥离软骨,反复剪切 至1mm3大小。首先进行2.5g/L胰蛋白酶消化30min,离心弃消化液,加入2g/L Ⅰ型胶 原酶(Sigma,USA),37℃震荡消化1~2小时。显微镜下控制消化时间,及时收集细胞,接种 于DMEM(Gibco,USA)培养基,内含10%小牛血清,常规条件下培养。
  2.IL-1对髁状突软骨细胞生长的影响:取处于对数生长期的第二代兔髁状突软骨细胞,经 2.5μg/L胰蛋白酶消化制成单细胞悬液。用DMEM培养基调整细胞浓度为1×105/ml,定 量接种于96孔板。待24小时细胞贴壁后,更换不含血清的DMEM培养基培养24小时,使细胞相 对同步化。取两张接种有细胞的96孔板,吸出无血清培养基,分别加入由含质量分数为0. 4%小牛血清DMEM配制的各种浓度(0.1μg/L、1μg/L、10μg/L、100μg/L)的IL-1(军 事医学科学院产品)。对照组不加IL-1。每个样本设6个复孔。继续培养72小时,终止实验前 4小时,每孔加入20μl MTT,再培养4小时,弃去培养液,每孔加入150μl DMSO,振荡溶解 10min,于Bio-Tek E1312E(USA)酶标光度仪595nm波长下测定各孔的吸光度值(A值)。
  3.IL-1作用下的细胞增殖动力学变化的流式细胞术测定:将第二代兔髁状突软骨细胞调整细 胞密度为1×108/L,定量接种于T50ml培养瓶。待细胞贴壁后,更换无血清DMEM培 养基培养24小时,使细胞相对同步化。更换含IL-1的培养基,继续培养48小时,胰蛋白酶消 化、收集细胞,用无Ca2+、Mg2+的PBS洗涤二次,移入离心管中,离心,去上 清,保留约0.5ml的PBS,用加样器将混匀的细胞悬液喷射入5ml 4℃预冷的体积分数为 0.75(或75%)乙醇中,4℃冰箱过夜。将各样品液离心,加入含1g/L RNase的PBS,37℃ 水浴30min。无Ca2+、Mg2+的PBS洗涤二次,调整细胞密度为1×109/L,加 入1ml碘化吡啶(PI)染色液,上机检测。应用专用的DNA拟合软件处理数据后获得细胞的DNA 含量、周期(G0/G1期,G2/M期,S期)分布及凋亡情况并根据公式:增殖指数t0.gif (723 字节)测定细胞增殖指数。
  4.IL-1对兔髁状突软骨细胞超微结构的影响:细胞培养、接种同上,实验组培养基含(10μg /L IL-1),培养48小时,PBS洗涤二次,瓶内留少量PBS,使用细胞刮将细胞脱离瓶壁,移入 离心管中,离心,去上清加入4℃预冷的4%戊二醛固定,按常规透射电镜细胞样本制备,Hitachi-600透射电镜观察。

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责任编辑:姚红祥  

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