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


  5.统计学处理:上述实验结果均以±S表示,经t检验确定组间差异的统计学意义 。

结  果

  1.IL-1对MCC细胞生长的影响
  相差显微镜下见,IL-1作用48小时后,MCC细胞形态发生改变,细胞皱缩,由多角形转变为 圆形,胞浆内颗粒明显。部分细胞脱壁呈悬浮状态。MTT测定结果显示IL-1在1μg/L~100μ g/L浓度范围内可显著抑制MCC细胞的生长(P<0.05或0.01),结果见表1。

表1 IL-1对MCC细胞生长的影响(A值,9903031.jpg (732 字节)±s)
 
浓度(μg/L) A值 抑制率(%)

0

0.985±0.131  
0.1 0.863±0.105 12.4
1 0.755±0.126* 23.4
10 0.437±0.095 55.7
100 0.398±0.113 59.6

 注:与对照组比较* P<0.05 △P<0.01
  2.流式细胞术测定
  与对照组比较,IL-1作用后G0/G1期细胞百分比显著增加,S期细胞百分比显著下降( P<0.05),并且在流式细胞术检测DNA直方图上出现低于G1期DNA含量的亚G1期峰 (即凋亡Ap峰),IL-1作用组凋亡率较对照组显著增加,结果详见图1、表2。

图1 IL-1对兔髁状突软骨细胞周期及凋亡的影响

a.对照组   b.IL-1(10μg/L)

表2 IL-1对兔髁状突软骨细胞增殖动力学的影响(9903031.jpg (732 字节)±s )

组别(n=4) 细胞周期分布(%) PI(%) 凋亡率(%)
G0/G1 S G2/M
对照组 76.02±1.58 16.38±3.2 7.60±1.83 23.98±2. 62 3.28±1.35
IL-1(10μg/L) 85.15±3.46* 6.53±2.52 8.32±1.75 14.85 ±2.05 59.47±5.26
IL-1(100μg/L) 83.37±2.86* 10.72±2.65* 6.91±1.27 17.6 3±2.16* 63.73±5.87

注:与对照组比较* P<0.05 △ P<0.01
  3.IL-1对髁状突软骨细胞超微结构的影响
  IL-1作用48小时,电镜下可见多数细胞微绒毛消失,粗面内质网扩张,胞浆内出现大量空泡 以及大量溶酶体,细胞核内出现染色质浓缩、边集,核膜不规整等凋亡的早期表现(图2、3) 。

图2 对照组体外培养第2代MCC细胞
具有正常的细胞结构 ×5000

图3 IL-1 10μg/L组,可见细胞粗面内质网扩张,
染色质浓缩、边集,核膜不规整 ×10000

讨  论

  IL-1是一类最初发现由单核细胞产生的分子量在12,000~15,000道尔顿的蛋白 质。Wood等1983首次发现关节炎滑液中存在着高水平的IL-1。在OA软骨组织中,中、上层软 骨细胞及基质IL-1均呈强阳性。由此,IL-1在骨关节病发病中的作用引起了广泛重视。目前 研究已证实IL-1可能的作用机理有促进滑膜细胞及软骨细胞合成前列腺素及基质金属蛋白酶 ,参与了病变软骨破坏[5];改变软骨细胞的表型,抑制关节软骨细胞的Ⅱ型胶原 的合成及Ⅱ型前胶原mRNA的表达[6,7]。有关IL-1诱导体外培养髁状突软骨细胞凋 亡尚未见报道。软骨细胞是关节软骨的唯一细胞成份,其增殖、分化状态的改变将直接影响 软骨基质的生化成份及力学特性。本研究结果与以往对透明软骨细胞的研究一致,IL-1可显 著抑制髁状突软骨细胞的生长,并且呈剂量效应关系。从流式细胞术结果来看,IL-1对MCC 细胞增殖的抑制主要是通过阻断G0/G1期细胞进入S期,从而减少分裂细胞数。
  凋亡也称程序性死亡(Programmed cell death)是机体自我更新的一种生理机制,其发生机 理目前尚不完全清楚,有研究证实异常细胞凋亡与肿瘤、退行性疾病以及免疫性疾病有关。 在软骨内骨化成骨过程中,软骨细胞经过静止期、增殖期到成熟、肥大矿化,最终通过凋亡 被清除,整个过程在时间和空间上受到复杂的调控。正常关节软骨中凋亡主要发生于软骨肥 大层。而在OA病变软骨中,凋亡可发生于软骨全层。软骨细胞的异常死亡势必引起软骨分解 及合成代谢的动态平衡,可见异常凋亡参与了OA的病理过程。本研究证实IL-1在抑制体外培 养软骨细胞增殖的同时,在一定浓度下,显著诱导MCC细胞凋亡,作用与浓度有关,存在最 佳效应浓度(10μg/L)。研究结果提示IL-1通过抑制细胞增殖促进细胞凋亡参与了OA关节软 骨的破坏,进一步研究IL-1诱导MCC凋亡的发生机制,可为寻找OA有针对性的治疗措施提供 参考。

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责任编辑:姚红祥  

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