模拟微重力环境下威灵仙维持兔膝关节软骨细胞表型的效应与机制

目的 研究模拟微重力培养环境下威灵仙提取物对兔软骨细胞表型维持的作用及机制.方法 利用液动力聚焦细胞培养系统体外模拟微重力培养环境,同时使用威灵仙提取物进行干预,将兔膝关节软骨细胞分为空白组(平面培养)、威灵仙组(平面培养+威灵仙提取物)、微重力组(微重力培养)、微重力-威灵仙组(微重力培养+威灵仙提取物)4组,培养7d;观察各组软骨细胞形态学变化,CCK-8检测各组细胞增殖活性,流式细胞技术检测各组软骨细胞凋亡率;RT-qPCR检测成软骨相关mRNAⅡ型胶原蛋白、蛋白多糖、TGF-β、SOX9,以及与软骨去分化相关mRNA MMP13、Ⅰ型胶原蛋白;Western blotting检测Ⅱ型胶原蛋白、蛋白聚糖、TGF-β及MMP13蛋白表达;同时对细胞内葡萄糖、ATP、乳酸含量进行检测,评估各组软骨细胞能量代谢状态.结果 形态学观察显示微重力组、微重力-威灵仙组软骨细胞保持良好形态,空白组、威灵仙组梭形细胞增多.与空白组相比,模拟微重力培养条件与威灵仙提取物均能提高软骨细胞48,72h的增殖活性,降低细胞凋亡率,上调蛋白聚糖、Ⅱ型胶原蛋白、TGF-β的蛋白及mRNA表达,降低MMP13的蛋白及mRNA表达,上调SOX9 mRNA表达,降低Ⅰ型胶原蛋白mRNA表达,上调软骨细胞内葡萄糖、ATP、乳酸含量,两者结合效果最为显著(P＜0.01).结论 模拟微重力培养环境与威灵仙提取物均能够促进软骨细胞能量代谢,保持增殖活性以及软骨细胞表型维持,而二者联合应用可以发挥协同作用.