正弦电磁场对骨关节软骨细胞生物学效应及机制研究

摘要

本文主要从以下几方面展开论述：
　　第一部分：正弦电磁场对骨关节软骨细胞的软骨特征和形态学的影响及电磁场参数的确定
　　目的：
　　探讨正弦电磁场对大鼠骨关节软骨细胞的软骨特征和形态学的影响，并确定正弦电磁场作用的最佳参数。
　　方法：
　　1.大鼠骨关节软骨细胞的分离及培养：大鼠骨关节软骨细胞来源于SD大鼠关节软骨（Sprague Dawley,雄性，4-5周龄）。SD大鼠购于华中科技大学同济医学院实验动物中心。
　　2.SEMF的构建及对细胞的刺激：SEMF由一对赫姆霍兹线圈，一个扩增器，一个波形发生器组合而产生。一个示波器用来显示波形的大小及形态。
　　3.细胞活性检测：MTT法检测不同参数SEMF对大鼠骨关节软骨细胞增殖活性的影响,检测时间点分别为作用后第1d，3d，5d，7d，14d和21d。
　　4.软骨细胞形态学观察：检测不同参数SEMF对骨关节软骨细胞形态学的影响，应用光学电镜以及鬼笔环肽染色了解软骨细胞形态及细胞骨架的改变。
　　5.软骨细胞特征学观察：检测不同参数SEMF对骨关节软骨细胞的软骨特征的影响，分别检测软骨细胞总DNA、糖胺聚糖含量，通过RT-qPCR，Western-blot的技术检测相关软骨细胞特征分化基因（Ⅱ型胶原，聚集蛋白聚糖，SOX-9）以及去分化基因（Ⅰ型胶原）的表达变化情况。
　　6.确定对软骨细胞影响的最佳正弦电磁场参数
　　结果：
　　实验结果显示不同参数SEMF对骨关节软骨细胞的软骨特征和形态学的影响存在差异。总体而言SEMF能够维持软骨细胞增殖活性，对软骨细胞总DNA含量、糖胺聚糖含量、以及相关软骨细胞特征分化基因具有积极的促进作用，对软骨细胞去分化基因有抑制作用。有利于维持软骨细胞形态及细胞骨架。其中以电磁场参数75Hz,2.3mT效果最为明显。
　　结论：
　　正弦电磁场对骨关节软骨细胞的软骨特征和形态具有积极的维持和促进作用，其中以电磁场参数75Hz,2.3mT效果最为明显。
　　第二部分：正弦电磁场对骨关节软骨细胞Lubricin代谢的影响及相关作用机制
　　目的：
　　探讨正弦电磁场（75Hz,2.3mT，SEMF）对大鼠骨关节软骨细胞lubricin代谢的影响及相关作用机制。
　　方法：
　　1.大鼠骨关节软骨细胞的分离及培养：大鼠骨关节软骨细胞来源于SD大鼠关节软骨（Sprague Dawley,雄性，4-5周龄）。SD大鼠购于华中科技大学同济医学院实验动物中心。
　　2.SEMF的构建及对细胞的刺激：SEMF由一对赫姆霍兹线圈，一个扩增器，一个波形发生器组合而产生。一个示波器用来显示波形的大小及形态。
　　3.细胞活性检测：MTT法检测不同作用时间SEMF对大鼠骨关节软骨细胞增殖活性的影响。
　　4.检测SEMF对骨关节软骨细胞lubricin代谢的影响：通过RT-qPCR，Western-blot以及ELISA技术检测骨关节软骨细胞中lubricin在不同作用时间SEMF刺激下的表达变化情况。
　　5.信号通路检测：RT-qPCR检测TGF-β1在不同作用时间SEMF影响下的表达情况；应用TGF-β1激酶抑制剂SB431542阻断TGF信号通路，检测骨关节软骨细胞中lubricin在SEMF刺激下的表达变化情况；以及应用Western-blot检测Smads蛋白了解TGF-β/Smads信号通路在SEMF刺激中的作用情况。
　　结果：
　　实验结果显示SEMF能够维持软骨细胞增殖活性、促进软骨细胞分泌lubricin，其效果随着暴露时间的延长呈正比。另外经过SEMF刺激以后TGF-β1合成也会增加。使用TGF-β1激酶抑制剂SB431542能够部分消除SEMF促进lubricin分泌的刺激作用。信号通路的研究提示SEMF能够促进Smad2的合成，但是对抑制性的Smads（Smad6和Smad7）的表达却没有观察到有影响。
　　结论：
　　SEMF能够维持软骨细胞增殖活性、促进软骨细胞分泌lubricin，效果与其作用时间呈正比。TGF-β/Smads信号通路部分参与到此生理效应过程中。据我们所知，本研究首次阐明了在SEMF作用下软骨细胞分泌lubricin的变化特点，为证实SEMF能够促进软骨细胞分泌lubricin提供了第一手研究资料。

目录

声明

前言

参考文献

第一部分正弦电磁场对骨关节软骨细胞的软骨特征和形态学的影响及电磁场参数的确定

引言

材料与方法

结果

讨论

参考文献

第二部分正弦电磁场对骨关节软骨细胞Lubricin代谢的影响及相关作用机制

引言

材料与方法

结果

讨论

参考文献

综述：骨性关节炎中电磁场作用研究进展

附录1 英文缩略表

附录2 研究生期间发表论文

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