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目的:1.验证软骨细胞焦亡是导致骨关节炎的因素之一;2.验证ROS增高可以激活软骨细胞焦亡途径;3.探讨ROS诱导软骨细胞焦亡促发软骨细胞炎症的潜在机制。方法:本实验采用C28软骨细胞的细胞系,用培养基(即1%的包含青霉素和链霉素混合形成的液体:5-10%的胎牛血清:90%-95%不含胎牛血清的DMEM)进行传代培养。细胞系按实验处理条件不同分为3组,正常细胞组:(A组,加入与诱导剂同体积的saline);1μg/ml LPS+ATP诱导组(B组,1μg/ml LPS和5mg/ml);10μg/ml LPS+ATP诱导组(C组,10μg/ml LPS和5mg/ml ATP)。在温度为37摄氏度,CO2体积占比为5%的培养箱中进行孵育,直到细胞铺至培养皿或6孔板的75%-85%左右时,分别进行不同浓度的LPS诱导12小时,再加入5mg/ml ATP诱导3小时。药物干预处理后,各组细胞分别进行ROS检测,LDH检测,Western Blot测NLRP3、caspase-1、caspase-4和GSDMD的含量,和ELISE法测IL-1β和IL-18。结果:1.CCK-8细胞增殖-毒性检测:细胞存活率的大小。(1)各组诱导相同:首先LPS诱导时间为6小时时,结果提示,随着诱导剂LPS浓度的增加,B(89.63%±0.67%)组和C(81.22%±2.79%)组细胞的存活率明显降低,并低于A(100%±0%,P<0.05)组细胞的存活率。并且,C组细胞的存活率明显比B组(P<0.05)的低。当LPS诱导时间为12小时时,结果提示,随着诱导剂LPS浓度的增加,B(81.39%±1.98%)组和C(77.57%±1.87%)组细胞的存活率明显降低,并低于A(100%±0%,P<0.05)组细胞的存活率。并且,C组细胞的存活率与B组无显著差异(P>0.05)。当LPS诱导时间为24小时时,结果提示,随着诱导剂LPS浓度的增加,B(68.88%±3.57%)组和C(63.20%±1.97%)组细胞存活率明显降低,并低于A(100%±0%,P<0.05)组细胞的存活率。并且,C组的细胞存活率与B组无显著差异(P>0.05)。(2)各组诱导相同:首先诱导浓度为B时,随着诱导时间的延长,24h的细胞存活率明显降低,并低于6h和12h(P<0.05)细胞的存活率。并且,6h细胞的存活率同12h的没有显著的差异(P>0.05)。诱导浓度为B时,随着诱导时间的延长,24h的细胞存活率明显降低,并低于6h和12h(P<0.05)细胞的存活率。并且,6h细胞的存活率同12h的没有显著的差异(P>0.05)。2.ROS检测:结果显示,与A组相比较,B和C组的C28细胞在LPS诱导后,细胞内绿色荧光强度显著增高,同时,C组C28细胞内荧光强度明显高于B组,说明LPS可以使细胞产生更多的活性氧。3.LDH活性检测:随着诱导剂LPS浓度的增加,B(181.50%±7.78%)组和C(240.00%±21.21%)组细胞培养液中的LDH含量明显增高,并高于A(100%±0%,P<0.05)组的含量。并且,C组细胞培养液中的LDH含量明显高于B组(P<0.05)的。4.ELISE法测IL-1β和IL-18:细胞培养液中IL-1β因子的含量结果提示:随着诱导剂LPS浓度的增加,B(1.6863±0.0416)组和C(2.0230±0.0783)组的细胞培养液中的IL-1β含量明显增高,并高于A(1±0,P<0.05)组的含量。并且,C组的含量明显高于B组的含量(P<0.05)。细胞培养液中IL-18因子的含量结果提示:随着诱导剂LPS浓度的增加,B(1.6913±0.1052)组和C(2.0533±0.1391)组细胞培养液中的IL-18含量明显增高,并高于A(1±0,P<0.05)组的含量。并且,C组的含量明显高于B组的含量(P<0.05)。5.Western Blot测NLRP3、GSDMD、caspase-4和caspase-1的含量:(1)相对于A(100%±0%)组的NLRP3来说,B(152.00%±3.11%)组和C(184.35%±6.72%)组的蛋白条带灰度值较A组(P<0.05)显著增高。并且,C组的蛋白灰度值显著高于B组(P<0.05)。结果提示,随着诱导剂LPS浓度的增高,NLRP3蛋白表达显著增加。(2)相对于A(100%±0%)组的GSDMD来说,B(137.20%±2.97%)组和C(162.70%±3.04%)组的蛋白条带灰度值较A组(P<0.05)的显著增高。并且,C组的蛋白灰度值显著高于B组(P<0.05)。结果提示,随着诱导剂LPS浓度的增高,GSDMD蛋白表达显著增加。(3)相对于A(100%±0%)组的caspase-4来说,B(130.60%±1.13%)组和C(161.10%±3.54%)组的蛋白条带的灰度值较A组(P<0.05)的显著增高。并且,C组的蛋白灰度值显著高于B组(P<0.05)。结果提示,随着诱导剂LPS浓度的增高,caspase-4蛋白表达显著增加。(4)相对于A(100%±0%)组的caspase-1来说,B(136.90%±1.98%)组和C(152.35%±3.61%)组的蛋白条带灰度值较A组(P<0.05)的显著增高。并且,C组的蛋白灰度值显著高于B组(P<0.05)。结果提示,随着诱导剂LPS浓度的增高caspase-1蛋白表达显著增加。结论:1.软骨细胞焦亡是导致骨关节炎的致病因素之一;2.LPS诱导软骨细胞内ROS增高可以激活软骨细胞焦亡的途径;3.LPS诱导软骨细胞内ROS的升高可通过激活炎症小体NLRP3促发软骨细胞焦亡,进而导致软骨细胞分泌炎症因子。