OA滑膜細胞中IL-18及PGE2含量測定及意義.pdf

1、研究背景：
　　 骨性關(guān)節(jié)炎(Ostearthritis OA)目前已成為全球最常見的關(guān)節(jié)疾病,有調(diào)查表明:我國60歲以上膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎發(fā)病率高達49％,而且發(fā)病率有進一步升高及年齡趨于年輕化的趨勢。OA嚴重影響老年患者的日常生活,并給國家和社會造成較大的經(jīng)濟壓力,但OA的發(fā)病機制至今尚未完全明確。研究表明,多種生長因子和細胞因子,如骨形態(tài)蛋白(BMPs),轉(zhuǎn)移生長因子(TGF),腫瘤壞死因子(TNF),白介素1(IL-1)等

2、都參與OA的致病過程,其發(fā)生機制主要是抗炎因子與促炎因子失衡導(dǎo)致的滑膜炎癥反應(yīng)和關(guān)節(jié)軟骨破壞。形態(tài)學(xué)研究表明:OA病變主要是對滑膜和關(guān)節(jié)軟骨造成破壞,而滑膜和軟骨的再生修復(fù)能力非常有限,一旦破壞幾乎不能逆轉(zhuǎn)。因此早期的干預(yù)避免OA的發(fā)生、發(fā)展至關(guān)重要。白細胞介素18(Interleukin-18,IL-18)是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新的致炎細胞因子,1995年由Okamura等從中毒性休克的小鼠肝臟克隆到了一種由應(yīng)激而誘生的蛋白,因該多肽能夠

3、誘導(dǎo)輔助性T淋巴細胞產(chǎn)生干擾素-γ(IFN-γ),還能增強脾T細胞增殖能力及脾NK細胞活性,與白細胞介素12(IL-12)的生物活性極相似,故最初被命名為IFN-γ誘生因子(IFN-γIGIF)。IL-18的主要生物學(xué)功能為介導(dǎo)組織炎癥反應(yīng),且與一些自身免疫性疾病相關(guān)。研究表明,IL-18廣泛存在于關(guān)節(jié)炎患者的滑液、半月板和軟骨細胞中。Gracie報道在風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的滑液和滑膜中測到的IL-18含量比OA中要高,而OA患者含量又比正常人

4、高。IL-18表達水平與OA活動期關(guān)聯(lián)提示IL-18可能參與了OA的病因?qū)W環(huán)節(jié),特別是軟骨基質(zhì)的降解,軟骨細胞的凋亡和滑膜的炎性病變過程。PGE2是巨噬細胞產(chǎn)生的一種脂肪酸代謝產(chǎn)物,在OA的發(fā)病機制中PGE2起著重要的作用,它可以造成軟骨下骨的吸收,影響骨與軟骨合成代謝,阻止蛋白聚糖的生化合成,導(dǎo)致Ⅱ型膠原破壞,從而造成關(guān)節(jié)軟骨衰退。研究發(fā)現(xiàn):IL-18誘導(dǎo)產(chǎn)生的IFN-r在關(guān)節(jié)液中能顯著刺激IL-6、IL-1α、NO、PGE2產(chǎn)生,抑

5、制蛋白聚糖產(chǎn)生,而使IL-8和IL-10下降,這表明IL-18在OA中最有可能是誘導(dǎo)PGE2產(chǎn)生的一種細胞因子。
　　 骨性關(guān)節(jié)炎的病因?qū)W主要表現(xiàn)在兩個方面:一是關(guān)節(jié)軟骨破壞導(dǎo)致軟骨細胞生物學(xué)特性改變,二是滑膜炎癥反應(yīng)致使滑膜細胞釋放炎癥介質(zhì)。有研究報道,OA中關(guān)節(jié)軟骨在致病因素作用下被破壞后,釋放碎片進入滑液,刺激滑膜引起滑膜炎癥反應(yīng)。滑膜炎釋放炎性介質(zhì),進一步降解軟骨,周而復(fù)始造成惡性循環(huán),故滑膜炎的存在是OA軟骨損傷及OA

6、慢性持續(xù)化的重要因為,因此探討滑膜病變時滑膜細胞分泌的致炎細胞因子有何變化成為目前研究重點。為排除體內(nèi)病變時全身免疫系統(tǒng)及內(nèi)分泌系統(tǒng)可能對IL-18和PGE2分泌造成的影響,更直接的了解在OA病變中二者參與了滑膜細胞炎癥反應(yīng)過程,本試驗通過體外單獨培養(yǎng)正?；ぜ毎癘A患者滑膜細胞,運用免疫細胞化學(xué)及流式細胞檢測法對培養(yǎng)細胞進行鑒定,運用ELISA和WESTERN檢測兩種滑膜細胞上清液中IL-18及PGE2表達水平的是否有差異,分析二者

7、表達量是否有相關(guān)性,明確二者是否參與了滑膜細胞炎癥反應(yīng),從分子水平上探討了IL-18和PGE2影響人OA發(fā)生的機制,為OA的臨床治療及后期研究提供理論依據(jù)。
　　 研究目的：
　　 1、觀察IL-18和PGE2兩種細胞因子在正常培養(yǎng)滑膜細胞及OA患者體外培養(yǎng)滑膜細胞中表達量的差異及二者表達的相關(guān)性,探討IL-18與PGE2在OA發(fā)病機制中的相關(guān)性,探索IL-18與PGE2在OA致病過程中的作用,為進一步研究IL-18與P

8、GE2在OA發(fā)病機制的分子通路提供線索。
　　 2、觀察體外細胞培養(yǎng)、傳代過程中滑膜細胞形態(tài)學(xué)的變化,比較正?；ぜ毎蚈A滑膜細胞形態(tài)學(xué)上的差異。為日后進一步研究IL-18和PGE2在OA及正?；ぜ毎械谋磉_選取合適的培養(yǎng)細胞,認識滑膜細胞體外培養(yǎng)的去分化現(xiàn)象。
　　 研究方法
　　 1、取材源自于正常關(guān)節(jié)滑膜組織和OA患者關(guān)節(jié)滑膜組織,體外培養(yǎng)兩種滑膜細胞,使用組織塊貼壁法分離接種,并原代培養(yǎng),倒置顯微鏡觀

9、察正?；ぜ毎cOA滑膜細胞形態(tài)學(xué)上的差異,滑膜細胞傳代培養(yǎng),比較傳代滑膜細胞之間的形態(tài)學(xué)差異。使用免疫細胞化學(xué)和流式細胞檢測法對培養(yǎng)細胞進行鑒定。
　　 2、運用EIJISA和WESTERN檢測兩種滑膜細胞上清液中IL-18及PGE2表達水平的是否有差異,分析二者表達量是否有相關(guān)性,明確二者是否參與了滑膜細胞炎癥反應(yīng),從分子水平上探討OA發(fā)生的機制。
　　 3、統(tǒng)計采用SPSS 13.0軟件,所測數(shù)據(jù)以(X)±S表示,

10、組間比較采用方差不齊的t檢驗,并對IL-18和PGE2之間行線性相關(guān)分析。P<0.05時差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
　　 結(jié)果
　　 1、滑膜組織病理切片顯示:相比正?；そM織,OA滑膜組織出現(xiàn)明顯的血管增生和炎細胞浸潤,符合組織慢性炎癥病變特征。OA滑膜細胞在原代培養(yǎng)的培養(yǎng)成活率比正常滑膜細胞低,并且所需貼壁及生長時間比正?；ぜ毎L?；ぜ毎酁殚L梭形,有少量呈巨噬細胞樣；隨著傳代的進行,細胞在形態(tài)學(xué)上越來越類似成纖維細

11、胞,且傳3代后去分化現(xiàn)像越來越明顯。用抗Ⅰ型膠原抗體對第3代細胞行免疫組化鑒定可見細胞多呈陽性細胞,胞質(zhì)濃染,呈黃褐色,但爬片細胞數(shù)量減少,形態(tài)多不規(guī)則；采用FITC標記的VCAM-1抗體進行流式細胞鑒定:在培養(yǎng)的滑膜細胞中加入FITC標記的VCAM-1抗體,有93.1％的細胞與VCAM-1抗體特異性結(jié)合并被熒光激發(fā),而對照組中(加入FITC進行標記,而沒有VCAM-1抗體)只有1.55％的細胞被熒光激發(fā),兩圖綜合證明我們培養(yǎng)的細胞至少

12、90.0％為滑膜細胞。在OA滑膜細胞中IL-18蛋白的陽性反應(yīng)呈棕黃色深染,主要分布于胞漿內(nèi),部分細胞膜染色,也有少部分細胞表現(xiàn)為胞漿與細胞膜同時著色,而在正?；ぜ毎?胞漿輕度著色,大部分細胞不著色。
　　 2、原代培養(yǎng)的滑膜細胞(正?；ぜ毎蚈A滑膜細胞)上清液中,正?；ぜ毎鸌L-18表達水平比較低(17.735±1.467pg/ml,),PGE2(24.020±20.591pg/ml)表達也很低；OA滑膜細胞中IL-

13、18表達水平為(63.858±21.401pg/ml),高于正?；ぜ毎谋磉_水平(t=10.044,P<0.001)；PGE2(437.224±325.284pg/ml)表達也大大高于正?；ぜ毎谋磉_水平(t=5.926,P<0.001)。
　　 3、體外培養(yǎng)滑膜細胞上清中PGE2與IL-18濃度相互關(guān)聯(lián),線性相關(guān)分析表明,IL-18的表達與PGE2的表達存在顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.863,P<0.001)。
　　

14、結(jié)論
　　 1、原代培養(yǎng)OA滑膜細胞上清液中IL-18和PGE2兩種細胞因子的表達水平高于正常滑膜細胞上清液中的表達水平；這說明IL-18和PGE2兩種炎性因子可能直接參與了OA的病因?qū)W環(huán)節(jié)。
　　 2、體外培養(yǎng)滑膜細胞上清液中IL-18和PGE2表達存在顯著正相關(guān)關(guān)系,進一步說明OA發(fā)生、發(fā)展過程這兩種細胞因子共同參與,相互作用。
　　 3、倒置顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)OA滑膜細胞從第三代呈現(xiàn)去分化趨勢形態(tài)學(xué)改變,提示基