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        轉(zhuǎn)化生長因子-β1在踝骨性關(guān)節(jié)炎軟骨和血清中的表達

        2021-12-27 08:39:20逄銘源陳麗倩姜厚森孫建民
        中國矯形外科雜志 2021年23期
        關(guān)鍵詞:血清

        石 林,逄銘源,陳麗倩,姜厚森,郭 佳,孫建民

        (濰坊市人民醫(yī)院,山東濰坊 261000)

        踝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(ankle osteoarthritis,AOA)隨著我國老齡化的加劇,患病率出現(xiàn)越來越高的趨勢,成為最常見的關(guān)節(jié)炎[1,2],最重要的特征性改變是關(guān)節(jié)軟骨損傷[3,4]。然而當下對踝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的治療只能緩解患者的疼痛及改善關(guān)節(jié)的功能,不能逆轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的損傷或抑制其發(fā)展,最終手術(shù)干預(yù)不可避免。有研究表明,關(guān)節(jié)軟骨損傷與轉(zhuǎn)化生長因子 β1(TGF-β1)影響軟骨代謝的機制有關(guān)。它具有雙向性和多樣性,在免疫、炎癥等疾病中有重要作用[5,6]。作者對臨床診斷為踝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的患者中進行軟骨和血清中TGF-β1的測定,并與正常人對照,探討TGF-β1的臨床意義。

        1 臨床資料

        1.1 一般資料

        AOA組:為2017年07月—2020年06月在本院因AOA行關(guān)節(jié)鏡手術(shù)或踝關(guān)節(jié)融合患者,術(shù)前臨床與影像檢查,以及術(shù)中所見確認為AOA。其中,男14例,女13例;年齡69~43歲,平均(50.30±7.12)歲,病程3個月~21年,平均(10.30±3.20)年。臨床表現(xiàn)為關(guān)節(jié)疼痛、腫脹,受累關(guān)節(jié)局部可有壓痛,有的被動運動時關(guān)節(jié)疼痛,過度活動后關(guān)節(jié)腫脹明顯,疼痛加重。X線片顯示關(guān)節(jié)間隙不匹配,軟骨下骨質(zhì)出現(xiàn)囊性變,關(guān)節(jié)邊緣有骨贅形成,有部分患者距骨關(guān)節(jié)面萎陷、變形和關(guān)節(jié)出現(xiàn)半脫位等。

        正常對照組:為同期因治療其他疾病入院住院患者27例,病史、臨床表現(xiàn)和影像檢查踝關(guān)節(jié)均正常。其中,男10例,女17例;年齡75~32歲,平均(47.00±4.30)歲。此外,正常軟骨組織標本3份,取自外傷或者截肢手術(shù)未累及踝關(guān)節(jié)的軟骨組織。

        本研究所有取標本的患者在術(shù)前談話時向患者講明,取得患者及家屬的同意,簽訂知情同意書后采集,研究方案獲得濰坊市人民醫(yī)院倫理委員批準。

        1.2 檢測方法

        血清TGF-β1檢測:所有受試者空腹6~12 h后抽血1~2 ml,離心后取上層即為血清。所取標本放置在-20℃冰箱內(nèi)保存待測。采用酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)法測定血清中TGF-β1,試劑盒為杭州華安科技生物有限公司產(chǎn)品。儀器是國產(chǎn)自動酶標儀和自動洗板機。按試劑說明書標準流程進行樣品檢測。

        骨軟骨組織觀察與免疫組織化學染色:觀察距骨關(guān)節(jié)面大體形態(tài),取距骨骨軟骨組織采用超敏SP免疫組織化學方法觀察TGF-β1分布。使用羅氏自動免疫組化機,TGF-β1免疫組織化學試劑盒為杭州華安科技生物有限公司產(chǎn)品。取材后10%甲醛固定12~24 h,然后脫鈣、脫水、透明、浸泡、包埋。石蠟切片烘烤30 min后常規(guī)二甲苯脫蠟至水,再用蒸餾水清洗一次,緩沖液清洗1 min,在玻片組織上滴加Ⅰ抗,4℃孵育經(jīng)過一夜。第2 d用緩沖液沖洗3次,每次1 min后滴加Ⅱ抗,保持37℃孵育1 h。配制新鮮顯色液,沖洗玻片3次,每次3 min,經(jīng)二氨基聯(lián)苯胺法分別染色1、3 min后停止顯色,在顯微鏡下觀察免疫組化染色結(jié)果并拍照記錄。

        1.3 統(tǒng)計學方法

        所有數(shù)據(jù)均以±s表示,兩組間數(shù)據(jù)比較用兩樣本t檢驗,有關(guān)指標采用相關(guān)分析。

        2 結(jié) 果

        2.1 血清TGF-β1檢測結(jié)果

        ELISA法測定血清中TGF-β1結(jié)果,AOA組(1 994.70±188.49)pg/ml,對照組為(1623.22±127.99)pg/ml,兩組間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001)。AOA組血清中TGF-β1的含量明顯高于對照組。

        2.2 大體形態(tài)觀察和軟骨組織TGF-β1免疫組織化學染色

        大體形態(tài)觀察:AOA組軟骨表面粗糙不平,色澤暗淡,部分軟骨剝脫及軟骨下骨裸露;正常軟骨組軟骨表面平整,色澤正常,無脫屑。

        TGF-β1免疫組織化學染色AOA患者骨軟骨標本中TGF-β1染色陽性,其中,15例染色較深,呈強陽性,其中軟骨下骨中可見多核巨細胞,胞漿呈深藍色(圖1a)。相比之下,正常軟骨著色較淡,軟骨下骨也可見多核巨細胞,但體積小,著色淺(圖1b)。

        圖1 TGF-β1免疫組織化學染色(×400) 1a:AOA組,軟骨下骨可見較大多核巨細胞,胞漿著色較深 1b:正常組軟骨下骨亦可見多核巨細胞,但體積較小,胞漿著色較淺

        3 討論

        AOA是一種以關(guān)節(jié)軟骨被損壞為特征的退行性病變,主要表現(xiàn)為踝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)軟骨面變粗糙、脫屑、部分軟骨剝脫,關(guān)節(jié)鏡下反光度差,關(guān)節(jié)面不匹配,周圍骨贅形成,關(guān)節(jié)間隙變窄等。踝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的病因有很多,主要是以下幾類:過度活動、勞累致使關(guān)節(jié)軟骨損傷;軟骨細胞基質(zhì)降解造成軟骨自身修復(fù)的能力下降[1~3]。AOA是一種復(fù)雜的疾病,其發(fā)病機制包括生物力學和代謝因素,這些因素改變了關(guān)節(jié)軟骨和軟骨下骨的組織平衡。細胞/細胞外基質(zhì)(ECM)相互作用在關(guān)節(jié)軟骨的病理生理學中起著關(guān)鍵作用,這些相互作用由細胞表面的受體與細胞因子介導。在生理環(huán)境中,受體調(diào)節(jié)細胞和細胞外基質(zhì)信號,維持軟骨平衡。IL-1、TNF-α和其他細胞因子激活軟骨基質(zhì)的降解酶,主要是金屬蛋白酶(MMPs),它們通過放大級聯(lián)按順序激活。而生長因子,如TGF-beta、IFG、BMP、NGF等,不僅參與組織損傷修復(fù),也在OA發(fā)病中起著重要作用[7]。

        在AOA發(fā)生過程中,TGF-β1作為一個具有重要調(diào)節(jié)意義的因子,通過TGF-β1及其細胞內(nèi)信號通路系統(tǒng)將信號傳遞到細胞核內(nèi)而起到多種生理調(diào)節(jié)作用,在維持關(guān)節(jié)軟骨正常結(jié)構(gòu)和關(guān)節(jié)修復(fù)中有重要的意義[5,6]。本研究發(fā)現(xiàn) TGF-β1在 AOA 中高表達,無論血清中TGF-β1還是局部組織中TGF-β1均較正常對照增加,說明它的作用不僅僅是修復(fù)軟骨和抑制炎癥,可能有加速關(guān)節(jié)軟骨的破壞作用。有很多學者的研究也印證了本研究,Scharstuhl等[8]在老年小鼠的膝關(guān)節(jié)內(nèi)多次注入TGF-β1會使關(guān)節(jié)周圍形成骨贅,說明老年小鼠TGF-β1含量的增多可能加速骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。有研究表明TGF-β1在骨性關(guān)節(jié)炎的早期階段可以促進軟骨細胞的合成,骨性關(guān)節(jié)炎的晚期抑制軟骨細胞的合成[9,10]。

        本研究顯示AOA血清中TGF-β1的含量明顯高于對照組,AOA軟骨細胞中TGF-β1蛋白陽性細胞數(shù)明顯高于正常軟骨細胞。說明TGF-β1的表達與AOA患者的病情相關(guān),也提示TGF-β1在AOA的后期主要是抑制軟骨細胞增生,加速關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。

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