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编号:10277180
人重组白细胞介素1和氟美松对髁突软骨细胞合成前列腺素的影响
http://www.100md.com 《中华口腔医学杂志》 1998年第3期
     作者:姚向前 马绪臣 张震康 傅开元 戴雨

    单位:100081 北京医科大学口腔医学院(姚向前、马绪臣、张震康、傅开元);北京空军总医院核医学科(戴雨)

    关键词:白细胞介素1;地塞米松;6-酮-前列腺素F1α

    中华口腔医学杂志980302 【摘要】 目的 研究人重组白细胞介素1 (recombinant human interleukin -1,rhIL-1)和氟美松对髁突软骨细胞合成6-酮-前列腺素F1α的影响。方法 在加入rhIL-1及氟美松后4、8、12、24和72 h,应用放射免疫方法检测髁突软骨细胞培养液内6-酮-前列腺素F1α的浓度。结果 空白对照组在4、8、12、24和72 h时,髁突软骨细胞培养液内6-酮-前列腺素F1α的浓度分别为1 516.49ng/L、1 513.22ng/L、1 506.76ng/L、1 526.79ng/L和2 114.36ng/L;加入rhIL-1组,4 h时为1 664.32ng/L,显著高于空白对照组(P<0.01),8、12、24和72 h时分别为1 146.11ng/L、949.24ng/L、1 392.33ng/L和1 481.98ng/L,均显著低于空白对照组(P<0.01)。同时加入rhIL-1和氟美松及单纯加入氟美松组,所有时间点均比空白对照组显著降低(P<0.01)。结论 白细胞介素1使髁突软骨细胞合成前列腺素增加;氟美松使之合成减少,并可抑制白细胞介素1的活性。
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    Influence of interleukin-1 and dexamethasone on prostaglandin production of condylar chondrocytes Yao Xiangqian,Ma Xuchen,Zhang Zhenkang,et al. School of Stomatology, Beijing Medical University, Beijing 100081

    【Abstract】 Objective To study the effect of recombinant human interleukin-1(rhIL-1) and dexamethasone on the amount of 6-keto-prostaglandin F1α produced by condylar chondrocytes. Methods The concentration of 6-keto-prostaglandin F1α of the chondrocytes supernate was detected respectively at 4, 8,12, 24, and 72 hours, using the method of radioimmunoassay, after being stimulated by rhIL-1 and dexamethasone for four hours. Results In normal control group, the concentration of 6-keto-prostaglandin F1α was 1 516.49ng/L, 1 513.22ng/L, 1 506.76ng/L, 1 526.79ng/L and 2 114.36ng/L at 4, 8, 12, 24 and 72 hours respectively. In rhIL-1 group, the concentration of 6-keto-prostaglandin F1α was 1 664.32ng/L at four hours, which was sharply higher than that of the control group(P<0.01); the concentration of 6-keto-prostaglandin F1αwas 1 146.11ng/L, 949.24ng/L, 1 392.33ng/L and 1 481.98ng/L at 8, 12, 24 and 72 hours respectively, which were sharply lower than that of the control group(P<0.01).After the condylar chondrocytes were stimulated with dexamethasone for 4 hours, the concentration of 6-keto-prostaglandin F1α decreased more markedly than that of the control group(P<0.01) throughout the observation period, both in the presence and absence of rhIL-1. Conclusion rhIL-1 could enhance the production of 6-keto-prostaglandin F1α synthesized by condylar chondrocytes. Dexamethasone could inhibit the activity of rhL-1 and the production of 6-keto-prostaglandin F1α synthesized by condylar chondrocytes.
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    【Key words 】 Interleukin-1 Dexamethasone 6-ketoprostaglandin F1α

    前列腺素合成增加是导致骨关节病时关节软骨破坏的重要原因之一[1]。国外对膝关节软骨细胞的研究表明,白细胞介素1(interleukin-1, IL-1)使其合成前列腺素增加[2],糖皮质激素使其合成减少[3]。我们研究了rhIL-1和氟美松对体外培养的兔髁突软骨细胞合成前列腺素的影响,以探讨颞下颌关节骨关节病的发病机制和相关药物治疗的理论依据。

    材料和方法

    一、髁突软骨细胞的培养

    根据作者曾报道的髁突软骨细胞培养方法[4],取出生后24 h内的日本大耳白兔6只(中国农科院动物所提供),分离其髁突软骨细胞。将分离的软骨细胞接种于96孔培养板内,每孔细胞数为7×105个。加入含10%胎牛血清(foetal bovine serium, FBS,中国医科院血液所提供)的DMEM培养基(美国Gibco公司生产)500μl,于37℃、含5%CO2的饱合湿度空气中培养。
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    二、实验方法

    1.分组:待接种于培养板内的软骨细胞生长至60%~70%满底时,吸去培养基,用PBS(pH 7.4)冲洗3次,每次5 min,分成下列4组,每组10孔:第一组(空白对照组):加入含10%FBS的DMEM培养基500μl;第二组:加入含10%FBS的DMEM培养基487.5μl、rhIL-1 12.5μl(5ng)(北京医科大学免疫学教研室提供,基因重组大肠杆菌表达产物,制备性SDS-PAGE电泳纯化,纯度>95%,活性: 1×1013IU/g,用含10%FBS的DMEM培养基稀释后-70℃保存备用); 第三组:加入含10%FBS的DMEM培养基462.5μl、rhIL-1 12.5μl(5ng)、氟美松25μl(50μg)(华北制药厂生产);第四组:加入含10%FBS的DMEM培养基475μl、氟美松 25μl(50μg)。

    2.取样:各实验组分别于加入实验药品(空白对照组单纯加入DMEM培养基)后4 h收集细胞培养液,用PBS(pH7.4)冲洗3次(每次5 min)后每孔分别加入含10%FBS的DMEM培养基500 μl;再分别于加入实验药品后8、12、24和72 h收集细胞培养液,每次收集后均用PBS(pH 7.4)冲洗3次,每次5 min,再加入含10%FBS的DMEM培养基500μl。收集的样本于-70℃下保存、待测。
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    3.检测6-酮-前列腺素F1α:应用125Ⅰ-标记6-酮-前列腺素F1α放免试剂盒(解放军总医院东亚免疫技术研究所提供),检测收集的细胞培养液内6-酮-前列腺素F1α的浓度,试剂盒最小检出值小于25 μg/L,对其他花生四烯酸代谢交叉反应小于0.1%。

    4.统计方法:分别用t检验和方差分析比较同一时间和不同时间各实验组之间6-酮-前列腺素F1α浓度的差异。

    结果

    体外培养的髁突软骨细胞在不同时间、不同实验药品作用下合成6-酮-前列腺素F1α的变化见附表。

    由附表中可见,单纯加入rhIL-1(10μg/L)组4h时髁突软骨细胞培养液内6-酮-前列腺素F1α的浓度显著高于空白对照组(P<0.01),8、12、24和72 h时均显著低于空白对照组(P<0.01)。同时加入rhIL-1(10μg/L)和氟美松(100 mg/L)组及单纯加入氟美松(100 mg/L)组,加入实验药品后所有时间点的细胞培养液内6-酮-前列腺素F1α的浓度均显著低于空白对照组(P<0.01);72 h 时显著高于单纯加入rhIL-1组(P<0.01),4、8、12、24和72 h时均显著低于单纯加入rhIL-1组(P<0.01)。
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    讨论

    在关节炎关节软骨基质破坏过程中,IL-1的作用是一个中心环节。研究表明,IL-1可使关节软骨细胞合成前列腺素增加,而氟美松则抑制其合成[2,3]。此外,尚有研究发现在动物实验性关节炎时氟美松可抑制关节软骨细胞的环氧化酶(前列腺素合成限速酶)基因的表达[5]

    有学者在颞下颌关节紊乱综合征患者滑液内检测出高水平的前列腺素E2和白三烯B4[6,7]。研究尚表明前列腺素可促进骨关节炎时关节软骨细胞外基质的破坏, 刺激关节骨质吸收,参与调节免疫反应,增加对致痛物质组织胺和缓激肽等的敏感性而致关节疼痛或使疼痛加重,并协同某些刺激因素使组织细胞合成和释放基质金属蛋白水解酶[8],进一步加重关节软骨细胞外基质的破坏。因此,关于髁突软骨细胞合成前列腺素影响因素的研究,对探索颞下颌关节骨关节病时的骨、软骨破坏及疼痛的发生机制均有重要意义。
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    本研究显示,体外培养的兔髁突软骨细胞经rhIL-1作用4 h,培养液内6-酮-前列腺素F1α的浓度显著升高,这与Chin和Yuan[9]对膝关节软骨细胞的研究结果一致。此外, 他们的研究还发现,IL-1可抑制体外培养的软骨细胞分裂,使细胞数量减少,但

    附表 各组髁突软骨细胞培养液内6-酮-前列腺素F1α随时间的浓度变化(x±s,ng/L) 组别

    时 间 (h)

    4

    8

    12

    24

    72

    空白对照组
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    1 516.49±60.30

    1 513.22±45.31

    1 506.76±63.45

    1 526.79±58.03

    2 114.36±46.52

    rhIL-1组

    1 664.32±71.38

    1 146.11±72.55

    949.24±13.57

    1 392.33±73.53

    1 481.98±47.57
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    rhIL-1和氟美松组

    1 289.24±79.33

    939.36±71.30

    839.65±63.38

    963.09±72.28

    1 738.19±51.39

    氟美松组

    1 189.97±64.05

    1 072.31±78.06

    846.00±65.04

    1 277.77±71.52
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    1 976.85±72.76

    这种作用是可逆的,去除rhIL-1后软骨细胞会逐渐恢复分裂活动。 本研究还显示,经rhIL-作用后,髁突软骨细胞培养液内6-酮-前列腺素F1α的浓度在8 h时开始降低,24 h时逐渐升高并持续到72 h,这与此种软骨细胞数量的改变规律是一致的。

    同时加入rhIL-1和氟美松组及单纯加入氟美松组,除72 h外,其余所有时间点的髁突软骨细胞培养液内6-酮-前列腺素F1α的浓度均显著低于空白对照组(P<0.01)和单纯加入rhIL-1组(P<0.01),并且12 h时降至最低点。这说明氟美松能抑制rhIL-1的作用,但其发挥完全抑制作用可能至少需要12 h,这和氟美松的作用机制有关。糖皮质激素能够分解细胞内的IL-1mRNA和TNF-αmRNA,并通过抑制磷酸酯酶A2的活性、稳定溶酶体膜等减少合成前列腺素的前体物质可利用的游离花生四烯酸,能够完全抑制IL-1诱导的软骨细胞内环氧化酶mRNA的合成[10],因此可以认为氟美松能够在不同环节、经一定作用时间后抑制软骨细胞合成前列腺素。至于同时加入rhIL-1和氟美松组及单纯加入氟美松组,72 h时细胞培养液内6-酮-前列腺素F1α的浓度显著高于单纯加入rhIL-1组,可能与氟美松促进髁突软骨细胞分裂增殖而使细胞数量增加有关。
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    参考文献

    1Harris ED. Rheumatoid arthritis: pathophysiology and implications for therapy. N Engl J Med,1990,322:1277-1289.

    2Campbell IK, Piccol DS, Hamilton JA. Stimulation of human chondrocytes prostaglandin E2 production by recombinant human interleukin-1 and tumor necrosis factor. Biochim Biophys Acta, 1990, 1051:310-323.

    3Masferrer JL, Seibert K, Iweifeil B,et al. Endogenous glucocorticoids regulation an inducible cyclooxygenase enzyme. Proc Nat Acad Sci U S A,1992,89:3917-3924.
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    4姚向前, 马绪臣, 张震康. 兔下颌骨髁状突软骨细胞的分离、培养和鉴定. 北京医科大学学报, 1996, 28:436-438.

    5Sano H, Hla T, Maier JA, et al. In vivo cyclooxygenase expression in synovial tissues of patients with rheumatoid arthritis and osteoarthritis and rats with adjuvant and streptococcal cell wall arthritis. J Clin Invest, 1992, 89:97-105.

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    7金辉喜, 李金荣, 胡传真, 等. 颞下颌关节紊乱综合征与前列腺素E2浓度变化的关系. 中华口腔医学杂志, 1996, 31:62.

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    9Chin JE, Yuan Lin. Effects of recombinant human interleukin-1 beta on rabbit articular chondrocytes. Arthritis Rheum, 1988, 31:1290-1297.

    10Geng Yu,Blanco FJ,Michael C,et al. Regulation of cyclooxygenase-2 expression in normal human articular chondrocytes. J Immunol, 1995, 155:796-804.

    (收稿:1996-08-23 修回:1998-01-26), http://www.100md.com