山药多糖关节腔注射对兔膝关节骨性关节炎炎症因子及关节软骨代谢的影响

李哲; 陈斐斐; 韩小康; 陈梦晗; 杨锋

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20212104

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山药多糖关节腔注射对兔膝关节骨性关节炎炎症因子及关节软骨代谢的影响

药理 | 更新时间：2021-10-29

- 山药多糖关节腔注射对兔膝关节骨性关节炎炎症因子及关节软骨代谢的影响
- Effect of Joint Cavity Injection of Dioscoreae Rhizoma Polysaccharides on Inflammatory Factors and Articular Cartilage Metabolism in Rabbit Knee Osteoarthritis
- 中国实验方剂学杂志 2021年27卷第23期页码：88-96
- 作者机构：
  
  1.陕西中医药大学，陕西咸阳 712000
  2.陕西中医药大学附属医院，陕西咸阳 712000
- 作者简介：
  
  李哲，在读硕士，从事骨关节疾病的基础与临床研究，Tel：029-33320866，E-mail：li12zhe16@163.com
  * 杨锋，博士，教授，主任医师，博士生导师，从事骨关节疾病的基础与临床研究，Tel：029-33320866，E-mail：yangfengdudu@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(81973889);陕西省重点科技创新团队项目(2013KCT-26);陕西教育厅服务地方科学研究计划项目(19JC013)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20212104
  中图分类号： R2-0;R22;R285.5;R33
- 收稿日期：2021-07-09，
  
  网络出版日期：2021-09-24，
  
  纸质出版日期：2021-12-05
- 稿件说明：
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李哲,陈斐斐,韩小康等.山药多糖关节腔注射对兔膝关节骨性关节炎炎症因子及关节软骨代谢的影响[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(23):88-96.

LI Zhe,CHEN Fei-fei,HAN Xiao-kang,et al.Effect of Joint Cavity Injection of Dioscoreae Rhizoma Polysaccharides on Inflammatory Factors and Articular Cartilage Metabolism in Rabbit Knee Osteoarthritis[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(23):88-96.
李哲,陈斐斐,韩小康等.山药多糖关节腔注射对兔膝关节骨性关节炎炎症因子及关节软骨代谢的影响[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(23):88-96. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20212104.

LI Zhe,CHEN Fei-fei,HAN Xiao-kang,et al.Effect of Joint Cavity Injection of Dioscoreae Rhizoma Polysaccharides on Inflammatory Factors and Articular Cartilage Metabolism in Rabbit Knee Osteoarthritis[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(23):88-96. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20212104.

摘要

目的

探讨山药多糖关节腔注射对兔膝关节骨性关节炎模型软骨退变的保护机制及抑制炎症因子表达水平的影响，为山药多糖的开发及研究提供相关证据，同时为进一步研究奠定基础。

方法

将55只新西兰白兔，用随机数字表法分为5组，每组11只，采用改良Hulth法制备膝关节骨性关节炎兔模型，分别为模型组、山药多糖低、中、高剂量（0.7，1.43，2.15 mg·kg

-1

）组、玻璃酸钠（1.00 mg·kg

-1

）组。造模成功1周后模型组不干预治疗，各组使用相应药物干预5周，1次/周。5周后通过肉眼观察关节大体标本，光镜下观察关节软骨组织苏木素-伊红（HE）染色和甲苯胺蓝（TB）染色病理切片及评分，使用酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测兔膝关节液白细胞介素-6（IL-6），白细胞介素-1

（IL-1

），肿瘤坏死因子-

（TNF-

）表达水平，采用免疫组化法检测关节软骨基质金属蛋白酶-13（MMP-13），转化生长因子-

（TGF-

），Ⅱ型胶原（Col-Ⅱ）的表达。

结果

山药多糖干预5周后，与模型组比较，山药多糖各组关节液中IL-6，IL-1

，TNF-

的含量均明显降低（

0.05），关节软骨中MMP-13的表达水平均也明显低于模型组（

0.05），而TGF-

和Col-Ⅱ的含量明显升高（

0.05）；与山药多糖低、高剂量组比较，山药多糖中剂量组兔膝关节炎症因子IL-6，IL-1

，TNF-

含量明显降低（

0.05），软骨组织中TGF-

和Col-Ⅱ的含量明显升高（

0.05），MMP-13的含量明显降低（

0.05）。与玻璃酸钠组比较，山药多糖中剂量组兔膝关节炎症因子IL-6，IL-1

，TNF-

含量，软骨组织中TGF-

，Col-Ⅱ和MMP-13含量差异无统计学意义。

结论

山药多糖关节腔注射可明显降低兔膝关节液中IL-6，IL-1

，TNF-

的表达，并能有效抑制关节软骨中MMP-13表达，使关节软骨胶原的降解得到抑制，促进TGF-

，Col-Ⅱ的合成，对关节软骨起到保护及修复作用，从而延缓关节软骨的退变。

Abstract

Objective

To investigate the mechanism of joint cavity injection of Dioscoreae Rhizoma polysaccharides （DRP） in protecting against cartilage degeneration and inhibiting the expression of inflammatory factors in the rabbit model of knee osteoarthritis to provide relevant references for the development and further research on DRP.

Method

Fifty-five New Zealand white rabbits were selected for the induction of knee osteoarthritis model by the modified Hulth's modeling method. The model rabbits were randomly divided into a model group， a sodium hyaluronate group （1.00 mg·kg

-1

）， and low- （0.7 mg·kg

-1

）， medium- （1.43 mg·kg

-1

）， and high-dose （2.15 mg·kg

-1

） DRP group according to a random number table. One week after modeling， the rabbits in the groups with drug intervention were treated correspondingly for five weeks， once per week， and no intervention was performed in the model group. Five weeks later， the joint specimens were observed by visual observation. The articular cartilage tissues were observed under the light microscope for pathological sections and scores by hematoxylin-eosin （HE） staining and toluidine blue （TB） staining. The expression levels of interleukin-6 （IL-6）， interleukin-1

（IL-1

）， and tumor necrosis factor-

（TNF-

） in the synovial fluid were measured by enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）， and the expression of matrix metalloproteinase-13 （MMP-13）， transforming growth factor-

（TGF-

）， and type Ⅱ collagen （Col-Ⅱ） in the articular cartilage were measured by immunohistochemistry.

Result

After five weeks of DRP intervention， compared with the model group， the DRP groups exhibited lowered levels of IL-6， IL-1

， and TNF-

in the synovial fluid （

0.05）， reduced expression of MMP-13 in the articular cartilage （

0.05）， and increased levels of TGF-

and Col-Ⅱ （

0.05）. Compared with the low-dose and high-dose DRP groups， the medium-dose DRP group showed reduced levels of IL-6， IL-1

， and TNF-

in the knee joint （

0.05）， increased levels of TGF-

and Col-Ⅱ in cartilage tissues （

0.05）， and dwindled level of MMP-13 （

0.05）. Compared with the sodium hyaluronate group， the medium-dose DRP group showed no significant differences in IL-6， IL-1

， and TNF-

in rabbit knee joints， and TGF-

， Col-Ⅱ， and MMP-13 in cartilage tissues.

Conclusion

Joint cavity injection of DRP can significantly reduce the expression of IL-6， IL-1

， and TNF-

in rabbit synovial fluid， effectively inhibit the expression of MMP-13 in the articular cartilage to suppress the degradation of articular cartilage collagen and promote the synthesis of TGF-

and Col-Ⅱ. Therefore， DRP can protect and repair articular cartilage to delay the degeneration of articular cartilage.

关键词

Keywords

references

中华医学会骨科学分会关节外科学组 . 骨关节炎诊疗指南（2018年版）［J］. 中华骨科杂志， 2018 ， 38 （ 12 ）： 705 - 715 .

CHEUNG P P ， GOSSEC L ， DOUGADOS M . What are the best markers for disease progression in osteoarthritis （OA）？［J］. Best Pract Res Clin Rheumatol ， 2010 ， 24 ： 81 - 92 .

BIJLSMA J W ， BERENBAUM F ， LAFEBER F . Osteoarthritis：an update with relevance for clinical practice ［J］. Lancet ， 2011 ， 377 ： 2115 - 2126 .

SILVERWOOD V ， BLAGOJEVIC-BUCKNALL M ， JINKS C ， et al . Current evidence on risk factors for knee osteoarthritis in older adults： a systematic review and meta-analysis ［J］. Osteoarthritis Cartilage ， 2015 ， 23 ： 507 - 515 .

杨瑞泽 . 山药诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的体外实验研究［D］. 咸阳：陕西中医药大学， 2018 .

CHEN Y T ， LIN K W . Effects of heating temperature on the total phenolic compound，antioxidative ability and the stability of dioscorin of various yam cultivars ［J］. Food Chem ， 2007 ， 101 ： 955 - 963 .

代荣，刘如明，肖建辉 . 菌类中药多糖降血糖效应机制研究进展［J］. 中国中药杂志， 2015 ， 40 （ 2 ）： 174 - 179 .

何名江，张洪美，荆琳，等 . 骨关节炎动物模型：谁最适宜你的研究？［J］. 中国组织工程研究， 2013 ， 17 （ 46 ）： 8069 - 8074 .

PELLETIER J P ， JOVANOVIC D ， FERNANDES J C ， et al . Reduced progression of experimental osteoarthritis in vivo by selective inhibition of inducible nitric oxide synthase ［J］. Arthritis Rheum ， 1998 ， 41 ： 1275 - 1286 .

MANKIN H J ， DORFMAN H ， LIPPIELLO L ， et al . Biochemical and metabolic abnormalities in articular cartilage from osteo-arthritic human hips Ⅱ.Correlation of morphology with biochemical and metabolic data ［J］. J Bone Joint Surg Am ， 1971 ， 53 ： 523 - 537 .

陈高扬，张桂珍，王庆宇，等 . 成骨细胞与软骨细胞在骨性关节炎中的相互作用综述［J］. 中国体视学与图像分析， 2017 ， 22 （ 2 ）： 230 - 237 .

程国良，姜艳玲，李冰冰，等 . 归芪活血胶囊对颈椎病模型大鼠软骨细胞的影响［J］. 世界中医药， 2020 ， 15 （ 16 ）： 2369 - 2372 .

彭婧嫔，谭桂兰，赖丽金，等 . 电针对颈椎病大鼠椎间盘软骨细胞及MCP-1/CCR2信号通路的影响［J］. 世界中医药， 2019 ， 14 （ 6 ）： 1412 - 1416 .

KIM J R ， YOO J J ， KIM H A . Therapeutics in osteoarthritis based on an understanding of its molecular pathogenesis ［J］. Tnt J Mol Sci ， 2018 ， 19 （ 3 ）： 674 .

MCALINDON T E ， BANNURU R R ， SULLIVAN M C ， et al . OARSI guidelines for the non-surgical management of knee osteoarthritis ［J］. Osteoarthritis Cartilage ， 2014 ， 22 ： 363 - 388 .

孙海峰，杨茂伟，时永臣，等 . 中药淫羊藿苷对TDP-43介导的骨关节炎软骨细胞病变的作用机制［J］. 世界中医药， 2019 ， 14 （ 7 ）： 1672 - 1676 .

吴越，刘维 . 基于网络药理学探讨四妙丸治疗骨关节炎的作用机制［J］. 世界中医药， 2020 ， 15 （ 23 ）： 3604 - 3611，3616 .

SAMUEL S ， AHMAD R E ， RAMASAMY T S ， et al . Platelet rich concentrate enhances mesenchymal stem cells capacity to repair focal cartilage injury in rabbits ［J］. Injury ， 2018 ， 49 ： 775 - 783 .

JONITZ-HEINCKE A ， KLINDER A ， BOY D ， et al . In vitro analysis of the differentiation capacity of postmortally isolated human chondrocytes influenced by different growth factors and oxygen levels ［J］. Cartilage ， 2019 ， 10 ： 111 - 119 .

XING D ， WANG Q ， YANG Z Y ， et al . Mesenchymal stem cells injections for knee osteoarthritis： a systematic overview ［J］. Rheumatol Int ， 2018 ， 38 ： 1399 - 1411 .

XING D ， KWONG J ， YANG Z ， et al . Intra-articular injection of mesenchymal stem cells in treating knee osteoarthritis： a systematic review of animal studies ［J］. Osteoarthritis Cartilage ， 2018 ， 26 ： 445 - 461 .

HAWKER G A ， MIAN S ， BEDNIS K ， et al . Osteoarthritis year 2010 in review：non-pharmacologic therapy ［J］. Osteoarthritis Cartilage ， 2011 ， 19 ： 366 - 374 .

王希梅，张砻，郭玫，等 . 多糖局部给药对骨关节炎作用及机制研究进展［J］. 中国兽医医药杂志， 2018 ， 37 （ 2 ）： 22 - 25 ．

YU L ， ZHANG J ， JIAO J ， et al . Effect of nano yam polysaccharide on the blood glucose and blood lipid in rats ［J］. Pak J Pharm Sci ， 2020 ， 33 ： 481 - 487 .

CHEN Q X ， SHAO X T ， LING P X ， et al . Recent advances in polysaccharides for osteoarthritis therapy ［J］. Eur J Med Chem ， 2017 ， 139 ： 926 - 935 .

蒋涛，孔博，颜威，等 . 基于网络药理学研究络石藤-伸筋草药对治疗骨关节炎的作用机制［J］. 世界中医药， 2020 ， 15 （ 24 ）： 3733 - 3739 .

郑如庚，邸玉娜，丁乾，等 . 针灸、补肾活血方联合双氯芬酸钠治疗骨关节炎的疗效观察［J］. 世界中医药， 2020 ， 15 （ 24 ）： 3849 - 3852 .

RAMAN R ， HENROTIN Y ， CHEVALIER X ， et al . Decision algorithms for the retreatment with viscosupplementation in patients suffering from knee osteoarthritis ［J］. Cartilage ， 2018 ， 9 （ 3 ）： 263 - 275 ．

ZOU L ， LIU J ， LU H . Influence of protein kinase RIPK4 expression on the apoptosis and proliferation of chondrocytes in osteoarthritis ［J］. Mol Med Rep ， 2018 ， 17 （ 2 ）： 3078 - 3084 .

WOJDASIEWICZ P ， PONIATOWSKI L A ， SZUKIEWICZ D . The role of inflammatory and anti-inflammatory cytokines in the pathogenesis of osteoarthritis ［J］. Mediators Inflamm 2014 ， 2014 ： 1 e 19 .

SONIWALA S ， SCINTO K I ， SCHOTT E M ， et al . Oral hydrolyzed type 2 collagen protects against the OA of obesity and mitigates obese gut microbiome dysbiosis ［J］. Osteoarthr Cartilage ， 2018 ， 26 ： 173 - 174 .

TANG Y ， XIAO J ， WANG Y ， et al . Effect of adenovirus-mediated TGF-beta1 gene transfer on the function of rabbit articular chondrocytes ［J］. J Orthop Sci ， 2017 ， 22 （ 1 ）： 149 - 155 .

WEI J G ， WANG X ， SU Q L Y ， et al . Meta-analysis of the relationship between TGF- β 1 and osteoarthritis ［J］. Orthop J Chin ， 2017 ， 25 （ 23 ）： 2152 - 2155 .

WANG R ， XU B ， XU H G . TGF- β 1 promoted chondrocyte proliferation by regulating Sp1 through MSC-exosomes derived miR-135b ［J］. Cell Cycle ， 2018 ， 17 （ 24 ）： 2756 - 2765 .

WANG Q ， GU X F ， WANG J F . Transforming growth factor- β 1 （TGF- β 1 ） induces mouse precartilaginous stem cell differentiation through TGFRⅡ-CK1ε- β -catenin signalling ［J］. Int J Exp Pathol ， 2018 ， 99 ： 113 - 120 .

OROZCO G A ， TANSKA P ， FLOREA C ， et al . A novel mechanobiological model can predict how physiologically relevant dynamic loading causes proteoglycan loss in mechanically injured articular cartilage ［J］. Sci Rep ， 2018 ， 8 （ 1 ）： 15599 .

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