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.2017年3月;9(1):43-52.
doi:10.1038/ijos.2016.57。 Epub 2017年3月10日。

细胞外基质分子在颞下颌关节中的分布及其对软骨炎症的保护作用

附属公司

细胞周围基质分子在颞下颌关节中的分布及其软骨保护作用

崔楚(Wern Cui Chu)等。 国际口腔科学杂志. 2017年3月.

摘要

本研究的目的是(1)确定大鼠颞下颌关节(TMJ)中细胞周基质(PCM)分子(VI型胶原、IV型胶原和层粘连蛋白)的分布和合成,(2)研究PCM分子对软骨细胞抗骨关节炎炎症的作用。用免疫组织化学方法分析了大鼠TMJ髁突软骨的四个区(纤维区、增殖区、成熟区和肥大区)和椎间盘的三个带(前、中、后)中PCM分子的存在。分离的软骨细胞在接受白细胞介素-1β治疗以刺激炎症之前,用PCM分子进行预处理。采用基因表达、一氧化氮释放和基质金属蛋白酶(MMP)-13生成测定分析软骨细胞的反应。组织形态计量学分析显示,髁突软骨增殖区VI型胶原(67.4%)、IV型胶原(45.7%)和层粘连蛋白(52.4%)的面积沉积最高。在TMJ椎间盘的三条带中,PCM分子的分布没有显著差异。所有三种PCM分子均由单层培养的软骨细胞在细胞内表达。在PCM分子中,VI型胶原预处理增强了细胞增殖,改善了IL-1β诱导的MMP-3、MMP-9、MMP-13和诱导型一氧化氮合酶基因表达,并减弱了软骨基质基因的下调,包括I型胶原、聚集蛋白和软骨寡聚基质蛋白(COMP)。同时,VI型胶原预处理抑制一氧化氮和MMP-13的生成。我们的研究首次证明了PCM分子的分布和作用,尤其是VI型胶原,在保护软骨细胞抵抗炎症方面。

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图1
图1
大鼠颞下颌关节的组织学矢状切面. ()使用H&E染色对大鼠TMJ进行形态学评估,显示髁突(C)、椎间盘(D)、下颌窝(MF)和椎间盘带:前(a)、中(i)和后(p)带。比例尺,500μm。(b条)顶部面板显示光盘的高倍视图。底部面板显示髁突软骨区:纤维层(f)、增殖层(p)、成熟层(m)和肥大层(h)。比例尺,100μm。六个TMJ的代表性图像(n个=6)取自三只大鼠。颞下颌关节;H&E、苏木精和曙红。
图2
图2
PCM分子在大鼠颞下颌关节的表达. ()对大鼠颞下颌关节的组织学切片进行胶原VI、胶原IV和层粘连蛋白染色。比例尺,500μm。(b条)髁突软骨高倍镜显示VI型胶原、IV型胶原和层粘连蛋白的细胞周染色。比例尺,100μm。(c(c))椎间盘高倍镜显示VI型胶原、IV型胶原和层粘连蛋白的细胞周染色。比例尺,100μm。代表性图像;n个=6.PCM,细胞周基质;TMJ,颞下颌关节。
图3
图3
髁突和椎间盘软骨细胞的单层培养. ()髁突和椎间盘软骨细胞的相控显微照片。(b条)对髁突和椎间盘软骨细胞产生的VI型胶原、IV型胶原和层粘连蛋白进行免疫荧光(红色)染色。细胞核用DAPI(蓝色)染色。比例尺,100μm。代表性图像;n个=每种电池类型4个。DAPI,4′,6-二氨基-2-苯基吲哚。
图4
图4
PCM分子对髁突和椎间盘软骨细胞增殖的影响. ()髁突软骨细胞和(b条)在24和48岁时,使用MTS分析评估用不同浓度的VI型胶原、IV型胶原或层粘连蛋白处理的椎间盘软骨细胞的增殖情况小时(c(c))用VI型胶原、IV型胶原和层粘连蛋白预处理的髁突软骨细胞(左图)和椎间盘软骨细胞(右图)受到IL-1β诱导的炎症作用24小时h.使用MTS分析评估细胞活力。平均值±标准误差。;n个=4.#P(P)<0.05;##P(P)<0.01;###P(P)<0.001,与未经治疗的对照组相比***P(P)<0.001,与IL-1β治疗组相比。h、 小时;白细胞介素-1β,白细胞介素-1βPCM,细胞周基质。
图5
图5
PCM分子对基质降解基因表达的影响()髁突软骨细胞和(b条)用VI型胶原、IV型胶原或层粘连蛋白预处理的椎间盘软骨细胞受到IL-1β诱导的炎症作用6h.使用RT-PCR测定MMP-3、MMP-9、MMP-13和iNOS的基因表达。平均值±标准误差。;n个=3.#P(P)<0.05;##P(P)<0.01;###P(P)<0.001,与未经治疗的对照组相比*P(P)<0.05, **P(P)<0.01, ***P(P)<0.001,与IL-1β治疗组相比。诱导型一氧化氮合酶;IL-1β、IL-1βMMP、基质金属蛋白酶;PCM,细胞周基质;实时逆转录聚合酶链反应;s.e.m.:平均值的标准误差。
图6
图6
PCM分子对基质合成基因表达的影响. ()髁突软骨细胞和(b条)用VI型胶原、IV型胶原或层粘连蛋白预处理的椎间盘软骨细胞受到IL-1β诱导的炎症作用6h.使用RT-PCR测量COL-1、ACAN和COMP的基因表达。平均值±标准误差的代表性结果。;n个=3.#P(P)<0.05,##P(P)<0.01,###P(P)与未经治疗的对照组相比,<0.001*P(P)<0.05, **P(P)<0.01, ***P(P)<0.001,与IL-1β治疗组相比。ACAN,aggrecan;软骨寡聚基质蛋白;COL-1、I型胶原;IL-1β、IL-1βPCM、细胞周基质;实时逆转录聚合酶链反应;s.e.m.:平均值的标准误差。
图7
图7
PCM分子对NO和MMP-13生成的影响.髁突软骨细胞(,c(c))和椎间盘软骨细胞(b条,d日)用VI型胶原、IV型胶原或层粘连蛋白预处理后,在24小时内受到IL-1β诱导的炎症反应h.使用Griess反应测量培养上清液中的NO浓度(a、 b条). 使用ELISA测定MMP-13水平,并将其归一化为总蛋白浓度(c(c),d日). 平均值±标准误差。;n个=3.#P(P)<0.05,###P(P)<0.001,与未经治疗的对照组相比*P(P)<0.05, **P(P)<0.01, ***P(P)<0.001,与IL-1β治疗组相比。酶联免疫吸附试验;IL-1β、IL-1βMMP、基质金属蛋白酶;NO、一氧化氮;PCM,细胞周基质;s.e.m.:平均值的标准误差。

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