建立软骨细胞铁过载模型及损伤机制

背景:目前尚不清楚过量的铁是如何参与关节炎发病的,研究铁过载参与关节炎发展的潜在机制可以为关节炎的治疗提供新的方向.目的:通过枸橼酸铁铵和软骨细胞共培养构建软骨细胞的铁过载模型,观察在铁过载环境下对软骨细胞存活、铁沉积、氧化应激以及线粒体损伤的影响.方法:采用酶消化法提取C57BL/6J小鼠膝关节软骨细胞,加入不同浓度(100,250,500,1000,2000μmol/L)的枸橼酸铁铵干预软骨细胞,分别培养24,48,72 h,建立铁过载软骨细胞模型,采用CCK-8法分析细胞活力变化,钙黄绿素AM法测定细胞内铁含量,筛选出后续实验组所用枸橼酸铁铵浓度;采用荧光探针DCFH-DA染色检测活性氧水平,以JC-1为荧光探针检测线粒体膜电位变化,并通过实时定量荧光PCR和Western blot检测Ⅱ型胶原、基质金属蛋白酶3和13的表达水平.结果 与结论:500和1000μmol/L浓度枸橼酸铁铵与软骨细胞共培养48 h可成功建立软骨细胞铁过载模型.枸橼酸铁铵能够诱导软骨细胞内铁过载,且铁过载会破坏线粒体功能,增加细胞内活性氧的水平,软骨细胞的功能活性受损,分泌Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖等基质成分的能力下降,导致关节软骨自身修复难度进一步加大,这为今后进一步研究铁过载对软骨细胞的损伤机制以及探索治疗铁过载性关节炎的有效治疗药物奠定基础.