目的探讨骨关节炎(OA)膝关节正常及退变区域原位软骨细胞自发性[Ca^(2+)]i(细胞内游离钙离子浓度)信号特征与差异。方法以西南医院关节外科提供的OA患者膝关节置换软骨组织作为研究对象,根据软骨区域分正常组与OA组。使用Fluo-8 AM钙离子探针以及荧光显微镜观测法对组织中原位软骨细胞在不同Ca^(2+)浓度环境下自发性[Ca^(2+)]i信号进行观测;使用图像处理软件与统计学单因素方差分析法对检测结果进行分析。结果正常与OA软骨细胞在0 mM与4 mM Ca^(2+)环境中均产生自发性[Ca^(2+)]i信号,且具向相邻细胞传递特性。正常组处于4 mM Ca^(2+)浓度中,表层及中层软骨细胞自发性[Ca^(2+)]i信号各项指标与深层软骨细胞比较存在统计学差异。(1)表层vs.深层,峰值量级:(1.73±0.13)vs.(2.90±0.25);响应率:(15.08%±8.29%)vs(69.65%±5.21%);峰值数目:(0.17±0.09)vs(0.95±0.08),P<0.05。(2)中层vs深层,峰值量级:(2.03±0.76)vs(2.90±0.25);响应率:(36.75%±6.73%)vs(69.65%±5.21%);峰值数目:(0.61±0.10)vs(0.95±0.08),P<0.05。但该差异在0 mM Ca^(2+)环境中不存在。OA组在0 mM或4 mM Ca^(2+)环境中各层软骨细胞[Ca^(2+)]i信号均不存在差异;但其中层与深层软骨细胞[Ca^(2+)]i信号易受胞外Ca^(2+)浓度影响。(1)中层,4 mM vs 0 mM:峰值量级:(2.3±0.11)vs.(1.86±0.11)、响应率:(53.88%±8.21%)vs.(26.50%±8.89%)、峰值数目:(0.84±0.94)vs.(0.28±0.07),P<0.05;(2)深层,4 mM vs 0 mM:峰值数目:(0.59±0.11)vs.(0.21±0.06),P<0.05。在4 mM Ca^(2+)环境中,OA组表层与中层细胞[Ca^(2+)]i信号明显强于正常组:(1)表层,OA vs正常:峰值量级:(2.62±0.51)vs(1.73±0.13),P<0.05;(2)中层,OA vs.正常:峰值量级:(2.3±0.11)vs.(2.03±0.76),P<0.05。但深层区域中没有此差异。结论正常软骨组织内各层细胞[Ca^(2+)]i信号特征具有差异,且依赖于胞外Ca^(2+)浓度调控;OA软骨细胞[Ca^(2+)]i信号相对于正常细胞存在差异,OA软骨组织内环境的异常
目的观察膝关节原发性骨关节炎(osteoarthritis,OA)胫骨平台软骨和软骨下骨病理改变特点,对比内、外侧平台软骨和软骨下骨结构参数,探讨钙化层和软骨下骨在OA发病机制中的作用。方法取2009年10月-2011年5月行人工全膝关节置换术治疗的30例30膝原发性OA患者自愿捐赠的新鲜胫骨平台标本进行实验。其中男11例,女19例;年龄55～78岁,平均65.1岁。病程10～25年,平均16.6年;患膝内翻畸形1～23°,平均9.3°。大体观察胫骨平台后在内、外侧中央负重区取材,常规制备脱钙石蜡切片,行HE和番红O/固绿染色,观察关节软骨退变特点,参照Mankin评分标准评分并分期;观察钙化层及软骨下骨病理改变。应用Image Pro Plus 6.0图像分析软件测量软骨和软骨下骨结构参数,包括软骨全层(total articular cartilage,TAC)厚度、钙化层(articular calcified cartilage,ACC)厚度、ACC/TAC比值、软骨下骨板(subchondral bone plate,SCP)厚度以及骨小梁体积分数(trabecular bone volume,BV/TV)。结果大体观察内侧平台软骨退变较外侧严重,内侧平台软骨Mankin评分为(12.4±1.1)分,显著高于外侧平台的(8.3±1.6)分(t=12.173,P=0.000)。根据Mankin评分结果在60个标本中,14个为OA早期,可见软骨浅表层裂隙、潮线复制和软骨下骨增厚;19个为OA中期,可见软骨深层裂隙、多发软骨下骨吸收陷窝和明显增厚的软骨下骨;27个为OA晚期,可见软骨全层缺失、软骨内化骨和"象牙化"软骨下骨。软骨和软骨下骨结构参数测定示:内侧平台TAC厚度显著低于外侧平台,ACC/TAC比值、BV/TV及SCP厚度显著高于外侧平台,差异均有统计学意义(P<0.05)。内、外侧平台ACC厚度比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论钙化层和软骨下骨可能在OA发生与进展中发挥了重要作用。
