目的通過慢病毒介導環氧合酶2(cyclooxygenase 2, COX-2)-siRNA、聚蛋白多糖酶1(Aggrecanase-1)-siRNA、IGF-1基因聯合轉染BMSCs,將其注射至食蟹猴骨關節炎(osteoarthritis, OA)模型關節腔,探討對OA相關炎性因子及關節軟骨的影響。 方法取髖關節OA患者自愿捐贈骨髓組織,分離培養BMSCs。采用基因重組技術構建COX-2-siRNA、Aggrecanase-1-siRNA和IGF-1過表達基因的慢病毒載體,以最佳感染復數40轉染第3代BMSCs(病毒組),以空慢病毒轉染培養作為對照(空病毒組),以正常BMSCs作為正常對照組。倒置相差顯微鏡下觀察細胞生長狀態,并行細胞計數;取轉染培養1周細胞,RT-PCR檢測COX-2、Aggrecanase-1及IGF-1 mRNA的表達。取健康3歲食蟹猴9只,按照Hulth造模法于右膝制備OA模型后,隨機分為3組(n=3)。模型制備術后6周,病毒組及空病毒組右膝關節腔內分別注射對應的1 mL BMSCs(約1×107個),空白對照組注射1 mL生理鹽水。以左膝作為正常對照組。注射后觀察動物一般情況;1、4、6周取雙膝關節液,ELISA檢測前列腺素E2(prostaglandin E2, PGE2)、IL-1、Aggrecanase-1、IGF-1濃度;6周時MRI及大體觀察檢查膝關節軟骨改變,并取材行組織學、免疫組織化學染色觀察,以及RT-PCR檢測COX-2、Aggrecanase-1及IGF-1 mRNA表達。 結果轉染后兩組細胞形態及生長曲線無明顯差異。RT-RCR檢測,與空病毒組、正常對照組比較,病毒組COX-2、Aggrecanase-1表達明顯降低,IGF-1表達明顯增加(P<0.05)。細胞注射后各組動物均存活至實驗完成。注射后1、4、6周,病毒組PGE2、Aggrecanase-1、IL-1濃度明顯低于空病毒組、空白對照組,但IGF-1濃度明顯增高(P<0.05);但3組以上指標濃度均顯著高于正常對照組(P<0.05)。MRI檢查示,與正常對照組比較,病毒組、空病毒組及空白對照組關節面均出現異常高密度影,但病毒組區域最小。大體觀察及組織學觀察見,病毒組、空病毒組及空白對照組關節軟骨符合早期OA改變,但病毒組修復程度優于空病毒組及空白對照組,根據改良Pineda評分標準的組織學評分亦較低,比較差異均有統計學意義(P<0.05)。免疫組織化學染色示,病毒組細胞質染色較空病毒組及空白對照組深,偶爾可見棕黃色顆粒,軟骨細胞較多。RT-PCR檢測,與空病毒和空白對照組相比,病毒組COX-2、Aggrecanase-1 mRNA表達明顯降低,IGF-1 mRNA表達明顯增高(P<0.05)。 結論慢病毒介導的多基因轉染BMSCs可以有效抑制食蟹猴早期OA模型膝關節腔內COX-2和Aggrecanse-1的表達,增強IGF-1的表達,降低膝關節內炎性因子濃度,有效保護關節軟骨。
目的 探討采用食蟹猴制備自體腘繩肌腱移植重建前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)模型的可行性。方法 取健康成年雄性食蟹猴12只,體質量8~13 kg,隨機分為兩組(n=6)。其中,實驗組動物按照單束腘繩肌腱重建ACL方法制備右下肢膝關節自體腘繩肌腱移植重建ACL模型,對照組僅切斷右下肢膝關節ACL。術后觀察兩組動物存活情況。于術前和術后3、6、12個月,測量兩組術側膝關節活動度、大腿圍、小腿圍,使用Ligs關節韌帶數字體查儀測量13~20 N載荷條件下雙膝脛骨前移距離差值(anterior tibial translation D-value,ATTD)。同時,實驗組行MRI檢查,觀察重建術后移植物形態,并測量信噪比(signal/noise quotient,SNQ)以評估移植物成熟度。結果 術后兩組動物均存活至實驗完成;實驗組術后膝關節活動度、大腿圍、小腿圍均呈先降低再逐漸增加趨勢,術后3、6個月小于術前(P<0.05),但術后12個月與術前比較差異無統計學意義(P>0.05)。對照組術后膝關節活動度無明顯變化,手術前后比較差異均無統計學意義(P>0.05);但術后大腿圍、小腿圍均逐漸減小(P<0.05),且與術前比較差異有統計學意義(P<0.05)。術后6、12個月實驗組大腿圍、小腿圍均大于對照組(P<0.05),3、6個月膝關節活動度小于對照組(P<0.05)。在13~20 N載荷條件下,實驗組術后ATTD均呈先增高再降低趨勢,術后3、6個月高于術前(P<0.05),術后12個月與術前比較差異無統計學意義(P>0.05)。而對照組術后3、6、12個月ATTD無明顯變化,差異無統計學意義(P>0.05),但均高于術前(P<0.05)。在相同載荷下,術后各時間點實驗組ATTD均小于對照組(P<0.05)。實驗組MRI檢查示,重建后ACL邊界逐漸清晰,并被滑膜覆蓋;術后各時間點SNQ均高于術前,但隨時間延長SNQ逐漸降低,各時間點間差異均有統計學意義(P<0.05)。結論 采用食蟹猴成功建立自體腘繩肌腱移植重建ACL模型。