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不同高强度电磁脉冲对大鼠髁突软骨的生物学效应研究

         

摘要

目的 探索不同高强度电磁脉冲(electromagnetic pulse,EMP)照射对大鼠髁突软骨的生物学效应。方法 SD大鼠随机分为对照组(Sham组)、辐照组(EMP1组:场强500 kV/m、10 Hz;EMP2组:场强270 kV/m、10 Hz),于辐照后1 h、3 h、12 h、24 h、3 d处死取材。通过HE、番红O固绿、Ⅱ型胶原免疫组化和TUNEL染色评估软骨退变程度,通过免疫组化染色及Western blot检测髁突软骨中基质降解因子:基质金属蛋白酶-13(matrix metalloproteinase-13,MMP-13)、血小板结合蛋白基序的解聚蛋白样金属蛋白酶-5(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs-5,ADAMTS-5)和凋亡关键因子:活化的含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cleaved-cysteinyl aspartate specific proteinase,cleaved-Caspase3)的表达。结果 HE染色结果显示,与Sham组相比,EMP1组和EMP2组在辐照后出现了髁突软骨纤维层少量剥脱,EMP1组12、24 h(P<0.01)和EMP2组12、24 h(P<0.05)时软骨中番红O固绿染色阳性面积百分比显著下降,EMP1组3、12 h时Ⅱ型胶原染色阳性面积百分比显著下降(P<0.05,P<0.001),EMP1组1、3、12、24 h和EMP2组1、3、12 h时软骨中TUNEL阳性的凋亡细胞显著增多(P<0.05)。此外,EMP1组、EMP2组不同时间点(3 d组除外)髁突软骨中的MMP-13、ADAMTS-5、cleaved-Caspase3阳性细胞率以及蛋白表达水平均显著升高(P<0.05)。结论 一定程度的高强度EMP能够对髁突软骨造成早期的一过性损伤效应,该效应具有一定的剂量和时间依赖性。

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