基于“柔肝养筋”理论探讨小鼠肝脏来源外泌体对膝骨关节炎模型小鼠膝关节软骨的影响

作     者：廖太阳 马振源 康俊峰 杨楠 王培民 邢润麟 LIAO Taiyang;MA Zhenyuan;KANG Junfeng;YANG Nan;WANG Peimin;XING Runlin

作者机构：江苏省中医院江苏南京210029 

出 版 物：《中医正骨》 (The Journal of Traditional Chinese Orthopedics and Traumatology)

年 卷 期：2024年第36卷第3期

页      面：7-14,22页

学科分类：1005[医学-中医学] 100508[医学-中医骨伤科学] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(81804123) 江苏省第六期“333人才”培养资助项目(第三层次青年人才项目) 江苏省中医药科技发展计划青年人才项目(QN202210) 南京中医药大学自然科学基金项目(XZR2020005) 江苏省中医院高峰学术人才项目(Y2021rc39) 江苏省医学重点学科和医学重点实验室建设项目(JSDW202252) 

主　　题：外泌体 软骨 骨关节炎,膝 小鼠 动物实验 

摘      要：目的:基于“柔肝养筋理论探讨小鼠肝脏来源外泌体对膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)模型小鼠膝关节软骨的影响。方法:以超速离心法从3月龄(年轻)和22月龄(老年)C57BL/6雄性小鼠肝脏提取外泌体。将48只7周龄SPF级C57BL/6J雄性小鼠随机分为4组,每组12只。KOA组、Young-EVs组及Aged-EVs组小鼠采用前交叉韧带横断术进行KOA造模,Sham组小鼠接受手术但不离断前交叉韧带。术后14 d开始,向Young-EVs组和Aged-EVs组小鼠膝关节腔分别注射10μL年轻和老年小鼠肝脏来源外泌体,每周2次,连续注射4周;Sham组和KOA组用同样方法向膝关节腔注射10μL PBS溶液。外泌体干预结束后,对各组小鼠造模侧膝关节进行X线检查;苏木精-伊红染色和番红O-固绿染色后进行组织病理学观察,并采用国际骨关节炎研究协会(Osteoarthritis Research Society International,OARSI)骨关节炎软骨组织病理学评价系统及Mankin病理评分系统评价小鼠软骨退变程度;免疫组化法检测软骨组织中Ⅱ型胶原蛋白(collagenⅡ,COLⅡ)、聚集蛋白聚糖(aggrecan,ACAN)、基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)13和一种具有血小板反应蛋白基序的去整合素和金属蛋白酶(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs,ADAMTS)5表达量。结果:①小鼠膝关节X线检查结果。Sham组小鼠膝关节关节间隙正常,关节面平整光滑,软骨完整,关节边缘无骨赘形成,Kellgren-Lawrence分级为0级;KOA组小鼠膝关节间隙未见明显狭窄,关节面粗糙,软骨出现部分缺损,关节边缘可见明显骨赘形成,Kellgren-Lawrence分级为Ⅱ级;Young-EVs组小鼠膝关节间隙轻微变窄,关节表面稍有粗糙表现,软骨缺损较KOA组减少,关节边缘可见轻微骨赘形成,Kellgren-Lawrence分级为Ⅰ级;Aged-EVs组小鼠膝关节间隙、关节表面粗糙程度、软骨缺损情况、关节内游离体数量较KOA组更为严重,Kellgren-Lawrence分级为Ⅲ级。②小鼠膝关节软骨组织病理学观察结果。4组小鼠膝关节软骨OARSI评分和Mankin评分组间总体比较,差异均有统计学意义[OARSI评分:(0.417±0.376)分,(4.500±0.632)分,(2.417±0.492)分,(5.417±0.492)分,F=116.800,P=0.000;Mankin评分:(1.083±0.665)分,(7.250±0.880)分,(3.583±0.917)分,(8.833±0.683)分,F=117.100,P=0.000]。KOA组、Young-EVs组及Aged-EVs组的OARSI评分和Mankin评分均高于Sham组(P=0.000,P=0.000,P=0.000;P=0.000,P=0.000,P=0.000);Young-EVs组的OARSI评分和Mankin评分均低于KOA组(P=0.000,P=0.000);Aged-EVs组的OARSI评分和Mankin评分均高于KOA组、Young-EVs组(P=0.025,P=0.000;P=0.015,P=0.000)。③小鼠膝关节软骨组织免疫组织化学检测结果。4组小鼠膝关节软骨中COLⅡ和ACAN阳性表达面积比组间总体比较,差异均有统计学意义[COLⅡ:(40.050±2.324)%,(26.083±1.119)%,(23.317±2.599)%,(16.717±2.479)%,F=118.500,P=0.000;ACAN:(51.500±3.191)%,(17.700±3.415)%,(19.383±3.924)%,(12.300±1.908)%,F=185.500,P=0.000]。KOA组、Young-EVs组及Aged-EVs组的COLⅡ和ACAN阳性表达面积比均低于Sham组(P=0.000,P=0.000,P=0.000;P=0.000,P=0.000,P=0.000);Young-EVs组与KOA组COLⅡ、ACAN阳性表达面积比的组间差异均无统计学意义(P=0.167,P=0.799);Aged-EVs组的COLⅡ和ACAN阳性表达面积比均低于KOA组、Young-EVs组(P=0.000,P=0.000;P=0.039,P=0.005)。4组MMP13和ADAMTS5阳性表达面积比组间总体比较,差异均有统计学意义[MMP13:(11.733±2.191)%,(46.150±6.237)%,(3