补肾活血汤含药血清干预体外培养大鼠骨髓间充质干细胞成软骨分化及补肾活血汤联合骨髓间充质干细胞治疗大鼠膝骨关节炎的实验研究

目的:观察补肾活血汤含药血清对大鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow stem cell,BMSC）成软骨分化的作用,及补肾活血汤联合BMSC治疗大鼠膝骨关节炎（knee osteoarthritis,KOA）的作用。方法:从4周龄SD大鼠股骨中分离培养BMSC,以8周龄SD大鼠制备补肾活血汤含药血清和空白血清。选择体外培养的第3代BMSC,分为3组,分别加入含10%空白血清的DMEM培养液（空白组）、含10%空白血清的DMEM培养液及基础诱导液（诱导组）、含10%补肾活血汤含药血清的DMEM培养液及基础诱导液（含药血清组）,干预后分别进行甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫组化染色,并以Real-time PCR法检测各组细胞中Ⅱ型胶原mRNA、聚集蛋白聚糖mRNA的水平。取18只8周龄SD大鼠,随机分为模型组、BMSC组及联合组,每组6只。通过切断右前交叉韧带对各组大鼠进行KOA造模。造模术后1周,向BMSC组与联合组大鼠右侧膝关节腔内注射5×10～6个·m L-1BMSC-PBS溶液（每次0.1 m L,每周1次）,向模型组大鼠右侧膝关节腔注射等量PBS溶液;联合组在关节腔注射的基础上每天以补肾活血汤灌胃（每次4 m L,每天1次）。干预8周后处死大鼠,取右侧膝关节软骨及软骨下骨组织,HE染色后在光学显微镜下观察。结果:干预7 d后,含药血清组细胞甲苯胺蓝染色呈阳性,细胞质呈蓝紫色;空白组和诱导组染色均为阴性。干预14 d后,含药血清组染色进一步加深,染色面积增大,呈明显的紫蓝色;空白组染色为阴性,诱导组可见少量蓝紫色染色。干预7 d、14 d后,Ⅱ型胶原免疫组化染色结果显示,空白组细胞均未见明显阳性染色,诱导组及含药血清组细胞胞浆和细胞间质内呈棕黄色或棕褐色染色,其中干预14 d后含药血清组细胞内染色深于诱导组。干预7 d后,3组大鼠BMSC中Ⅱ型胶原mRNA水平、聚集蛋白聚糖mRNA水平比较,组间差异均有统计学意义（1.02±0.23,1.33±0.11,2.11±0.23,F=47.181,P=0.000;1.03±0.32,1.36±0.16,1.93±0.10,F=26.508,P=0.000）。含药血清组的Ⅱ型胶原mRNA水平、聚集蛋白聚糖mRNA水平均高于空白组和诱导组（P=0.000,P=0.000;P=0.000,P=0.000）,诱导组的Ⅱ型胶原mRNA水平、聚集蛋白聚糖mRNA水平均高于空白组（P=0.017;P=0.029）。药物干预8周后,模型组大鼠膝关节软骨表面粗糙,破坏严重,可见明显纤维增生;BMSC组软骨可见部分修复,表面仍较粗糙,细胞纤维化不明显;联合组关节软骨面光滑,软骨表面磨损不明显,无软骨表面纤维化。结论:补肾活血汤含药血清能有效促进体外培养的大鼠BMSC向软骨细胞分化;补肾活血汤灌胃联合BMSC膝关节腔内注射能有效防治KOA大鼠膝关节软骨破坏。