脉冲电磁场对老年大鼠关节软骨及软骨下骨凋亡蛋白的影响OA

目的:探讨脉冲电磁场对老年大鼠关节软骨及软骨下骨凋亡蛋白的影响。方法:采用随机抽样法将16只24月龄SD自然衰老雄性大鼠随机等分为老年组和脉冲电磁组,8只6月龄SD青年雄性大鼠作为青年组。脉冲电磁组予脉冲电磁场干预,频率为8 Hz,强度为3.82 mT,每日40 min,每周5 d,持续8周。青年组和老年组固定于脉冲电磁场下,仪器不通电。8周后取材,ELISA法检测血清Ⅱ型胶原C端肽(CTX-Ⅱ)含量;显微CT检测左侧胫骨软骨下骨微结构并分析骨组织形态量化指标;番红O-固绿染色观察大鼠左侧胫骨平台软骨组织形态结构,改良Mankin''s评分评估大鼠膝关节软骨组织退行性变化程度。RT-qPCR、Western blot检测半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-8(Caspase-8)、血小板反应蛋白解整合素金属蛋白酶-4(ADAMTS-4),以及血小板反应蛋白解整合素金属蛋白酶-5(ADAMTS-5)的mRNA与蛋白表达水平。结果:①与青年组比较,老年组大鼠软骨胶原分解产物CTX-Ⅱ水平升高(P<0.05);骨密度、骨体积分数、骨小梁数量均降低(P<0.05),骨小梁厚度、骨小梁间距均增大(P<0.05);番红O-固绿染色显示,大鼠软骨表面粗糙有裂隙,软骨与软骨下骨界限模糊不清,且有潮线,低细胞化,细胞形态结构不规则,蛋白多糖丢失且红染变淡;改良Mankin''s评分增加(P<0.05);Caspase-3、Caspase-8、ADAMTS-4、ADAMTS-5的mRNA及蛋白表达升高(P<0.05)。②与老年组比较,脉冲电磁组大鼠软骨胶原分解产物CTX-Ⅱ水平降低(P<0.05);左侧胫骨软骨下骨的骨密度、骨体积分数升高,骨小梁数量增加(P<0.05),骨小梁间距减小(P<0.05),骨小梁厚度有降低趋势(P>0.05);番红O-固绿染色显示,大鼠软骨表面较为平整,软骨与软骨下骨界限分明,细胞形态较规则、数量较多,蛋白多糖丰富且染色均匀;改良Mankin''s评分较小(P<0.05);Caspase-3、Caspase-8、ADAMTS-4、ADAMTS-5的mRNA及蛋白表达降低(P<0.05)。结论:脉冲电磁场可能通过降低凋亡相关蛋白Caspase-3、Caspase-8的表达及金属蛋白酶ADAMTS-4、ADAMTS-5的表达,延缓老年大鼠关节软骨退变与细胞外基质降解,抑制局部骨质疏松,发挥抗骨关节炎作用。