利多卡因、维拉帕米对体外培养兔关节软骨细胞MMP-3及TIMP-1分泌的影响

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研究背景：离子通道是位于细胞膜上的跨膜蛋白。生物膜对无机离子的跨膜运输包括主动运输和被动运输两种方式。被动运输的通路即为离子通道。离子通道对特定离子具有选择性通透作用，可以使多种无机离子，特别是Na+、K+、Cl-及Ca2+，跨细胞膜双层脂质结构顺浓度梯度扩散。离子通道是维持细胞生命过程的必要基础。软骨细胞属于非兴奋性细胞，像多种细胞一样，在生理状态下，软骨细胞具有静息膜电位。离子通道被证实存在于人及多种动物的软骨细胞膜，其活性对软骨细胞膜的静息电位具有重要影响。研究发现，电压依赖型Na+通道阻滞剂利多卡因在影响软骨细胞静息膜电位的同时，对软骨细胞具有剂量和时间依赖性的细胞毒性，且对细胞增殖、代谢亦有影响，近年来，利多卡因被应用于关节内注射镇痛取得肯定疗效的同时，发现有软骨溶解的病例报道，所以，利多卡因对关节软骨的影响被越来越多学者关注。维拉帕米可以阻滞软骨细胞上的电压门控型L型Ca2+通道，其不但可以影响软骨细胞静息电位、增殖、凋亡等，还参与了软骨细胞应力刺激及电刺激的信号传导。所以，很多研究期望从这一角度为关节软骨损伤及骨关节炎的发病机制及治疗探索提供新的思路。由于成年人软骨由极少量软骨细胞和大量细胞外基质组成，且自身修复能力极为有限，关节软骨细胞外基质的降解就意味着关节软骨的损坏。目前认为，金属蛋白酶家族(MMPs)在细胞外基质的降解中具有重要作用，金属蛋白酶抑制因子(TIMPs)是MMPs的特异性抑制剂，二者分泌失衡可以导致细胞外基质降解。而Na+、Ca2+通道阻滞剂对软骨细胞MMPs及TIMPs分泌的影响目前仍不清楚。
　　目的：使用1.0mmol/L利多卡因及0.25mmol/L维拉帕米干预体外培养的原代兔膝关节软骨细胞，观察其对软骨细胞MMP-3及TIMP-1分泌的影响。探讨Na+、Ca2+通道阻滞剂对关节软骨完整性可能的影响，并试图骨关节炎等关节软骨破坏疾病的发病机制及治疗的研究提供新的思路，同时为利多卡因及维拉帕米的临床应用提供依据。
　　方法：取2月龄新西兰大白兔3只，空气栓塞处死。无菌条件下手术切取双膝关节，刮取、分离关节软骨细胞，分为对照组、1.0mmol/L利多卡因组及0.25mmol/L维拉帕米组，按5×104个/孔细胞浓度接种于24孔培养板体外培养，至培养第七天，换液并按分组加药，于干预24h、48h及72h后取细胞培养上清液，酶联免疫吸附法(enzyme-linkedimmunosorbent assay，ELISA)检测其中MMP-3及TIMP-1的含量。
　　结果：1.0mmol/L利多卡因组，MMP-3含量在24h、48h较对照组有显著增高(p≤0.05)，TIMP-1含量在3个时间点较对照组均无显著变化；0.25mmol/L维拉帕米组，MMP-3含量在24h、72h较对照组有显著增高(p≤0.05)，TIMP-1含量在24h、48h及72h较对照组均有显著增高(p≤0.05)。
　　结论：1.0mmol/L利多卡因可以促进体外培养正常兔关节软骨细胞MMP-3的分泌，对TIMP-1无显著影响；0.25mmol/L维拉帕米可使软骨细胞MMP-3及TIMP-1的分泌均增加；Na+、Ca2+通道活性对软骨细胞MMP-3及TIMP-1的分泌具有影响，电压依赖性Na+通道活性下降可能导致关节软骨细胞外基质的降解。

著录项

作者
高宗炎;
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作者单位

山西医科大学;

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授予单位山西医科大学;
学科骨外科学
授予学位硕士
导师姓名卫小春;
年度 2010
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类药理的实验方法与技术;
关键词
关节疾病; 软骨修复; 利多卡因; 实验药理;

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