不同高强度电磁脉冲对大鼠髁突软骨的生物学效应研究

摘要

目的 探索不同高强度电磁脉冲（electromagnetic pulse,EMP）照射对大鼠髁突软骨的生物学效应。方法 SD大鼠随机分为对照组（Sham组）、辐照组（EMP1组：场强500 kV/m、10 Hz;EMP2组：场强270 kV/m、10 Hz），于辐照后1 h、3 h、12 h、24 h、3 d处死取材。通过HE、番红O固绿、Ⅱ型胶原免疫组化和TUNEL染色评估软骨退变程度，通过免疫组化染色及Western blot检测髁突软骨中基质降解因子：基质金属蛋白酶-13(matrix metalloproteinase-13,MMP-13)、血小板结合蛋白基序的解聚蛋白样金属蛋白酶-5(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs-5,ADAMTS-5)和凋亡关键因子：活化的含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（cleaved-cysteinyl aspartate specific proteinase,cleaved-Caspase3）的表达。结果 HE染色结果显示，与Sham组相比，EMP1组和EMP2组在辐照后出现了髁突软骨纤维层少量剥脱，EMP1组12、24 h(P<0.01)和EMP2组12、24 h(P<0.05)时软骨中番红O固绿染色阳性面积百分比显著下降，EMP1组3、12 h时Ⅱ型胶原染色阳性面积百分比显著下降（P<0.05,P<0.001）,EMP1组1、3、12、24 h和EMP2组1、3、12 h时软骨中TUNEL阳性的凋亡细胞显著增多（P<0.05）。此外，EMP1组、EMP2组不同时间点（3 d组除外）髁突软骨中的MMP-13、ADAMTS-5、cleaved-Caspase3阳性细胞率以及蛋白表达水平均显著升高（P<0.05）。结论 一定程度的高强度EMP能够对髁突软骨造成早期的一过性损伤效应，该效应具有一定的剂量和时间依赖性。

关键词

电磁辐射 / 电磁脉冲 / 颞下颌关节 / 髁突 / 软骨 / 软骨基质 / 软骨细胞 / 凋亡 / 基质金属蛋白酶-13

基金资助

国家自然科学基金面上项目（81970953）; 陕西省自然科学基础研究计划重点项目（2022JZ-52）; 陕西省重点研发计划（2021SF-046）