雌激素与骨性关节炎发病机制关系的研究

骨性关节炎(osteoarthritis,OA)是严重影响中老年人健康的一种疾病,其发病机制复杂,涉及年龄、性别、遗传、工作等多个因素。流行病学调查显示,雌激素可能在OA发病机制中发挥重要作用。而作为成熟软骨内唯一种类细胞,软骨细胞的正常功能对于维持软骨正常性状非常重要,软骨细胞凋亡在OA病理改变中具有核心作用。本文利用Wister大鼠模型,在体内水平研究雌激素水平变化与软骨细胞凋亡的关系;体外培养兔软骨细胞,在细胞水平研究雌激素浓度与软骨细胞凋亡的关系。我们设计以下实验:1.利用双侧卵巢切除术建立去势大鼠模型,术后第6w、10w研究软骨病理改变、软骨细胞凋亡率和不同凋亡相关基因蛋白表达情况,观察去势后雌激素水平降低对软骨病理改变及软骨细胞凋亡的影响,并了解凋亡相关基因Bcl-2、Bax、iNOS、Fas、Caspase-3在此过程中可能的作用;2.利用双侧卵巢切除术建立去势大鼠模型,同时Hulth法建立大鼠OA模型,术后第6w、10w研究软骨病理改变、软骨细胞凋亡率和iNOS基因蛋白表达情况,观察雌激素水平降低对OA病理发展的影响,以及NO在其中可能发挥的作用;3.取生长良好的第二代软骨细胞,不同浓度雌激素预处理2h后,应用NO供体硝普钠诱导体外软骨细胞凋亡,观察不同浓度雌激素对软骨细胞的保护作用,Western blot观察凋亡相关蛋白的表达情况。从实验中我们观察到: 1.去势能够导致大鼠膝关节软骨退化,出现OA样改变;雌激素水平降低后软骨细胞凋亡增加,相应的凋亡相关基因iNOS、Fas、Bax、Caspase-3表达增强,而Bcl-2表达减弱;软骨细胞凋亡增加可能在软骨病理改变中发挥重要作用;2、去势加剧OA动物模型软骨改变,软骨细胞凋亡增加,相关的凋亡基因iNOS表达增加,可能在其中发挥重要作用;3、0.2mM硝普钠作用于软骨细胞培养体系24h,能够引起软骨细胞的明显凋亡,而10-3～10-9mM雌激素预作用2h能够保护软骨细胞,减少软骨细胞的凋亡。Western blotting显示雌激素预作用组较无雌激素组,凋亡相关蛋白Bcl-2表达增加,Bax、Caspase-3表达降低,预示着在对软骨细胞的保护过程中发挥着重要的作用。我们通过体内、体外两个途径,验证了雌激素水平变化与软骨细胞凋亡及透明软骨组织退化的关系,证实雌激素可能在OA病理改变中发挥重要作用,推测为雌激素水平降低后,雌激素对软骨细胞的保护作用降低,异常的力学刺激等因素进而引起软骨细胞凋亡,并进而诱导OA出现、发展。