针刀干预对膝骨关节炎韧带力学改变及软骨细胞力学信号转导的影响

膝骨关节炎（KOA）是一种严重影响生活质量的重大疾病，是国内外学者的关注重点。软组织力学改变在KOA发病中的作用日益受到关注。我们前期的多中心RCT临床研究肯定了针刀治疗KOA的疗效。针刀治疗本病除了镇痛作用之外，还通过松解局部韧带等软组织的粘连，恢复关节的力学平衡，达到治疗目的，但机理缺乏实验研究证明。我们认为针刀干预可影响KOA韧带力学特性，通过软骨细胞力学信号转导通路介导，阻抑软骨基质退变，达到恢复膝关节力学平衡的目的。为验证这一假说，本课题应用针刀干预兔KOA模型，并与电针对照，以韧带拉伸、蠕变和松弛的力学特性、软骨形态学及两者之间的力学信号转导通路等为研究内容，运用韧带力学测试、软骨形态学观察、RT-PCR等技术方法开展研究，以揭示经筋理论中关于经筋"束骨利关节"的科学内涵和针刀通过矫正"伤筋"而"正骨"，恢复关节力学平衡的作用机制，为治疗KOA提供新的治疗思路和理论依据。

背景及目的：KOA是临床常见的重大疾病，针刀治疗KOA疗效确切，但机制尚不明确。本项目探讨针刀干预对膝周韧带力学、力-化学信号通路、软骨降解的影响及三者间的关系，从而揭示针刀通过矫正“伤筋”而“正骨”的作用机制和科学内涵。.方法：以改良Videman法制备KOA兔模型，行针刀、电针干预。采用改良Lequesne MG量表进行行为学评价；光镜、电镜观察关节软骨病理表现；Bose Electro Force 3300疲劳试验机对膝周韧带进行力学测试；ELISA法检测软骨中IL-4含量；Western blot、RT-PCR法检测软骨中整合素β1、MMP-3、Aggrecan、Col-Ⅱ及韧带中TGF-β1、Col-Ⅰ的基因蛋白表达水平。.结果：（1）参照Videman造模法，通过改良制动材料，复制了KOA兔模型；（2）行为学方面，针刀能改善KOA兔步态、关节活动度、疼痛和肿胀程度，降低Lequesne MG评分，改善KOA症状；（3）形态学方面，针刀干预后关节软骨表层缺失，软骨细胞排列紊乱及簇集等病理改变均得到不同程度的改善；（4）生物力学方面，针刀可不同程度的改善膝周韧带拉伸、应力松弛、蠕变的力学性能；（5）分子生物学方面，针刀提高了软骨中整合素β1、IL-4、Aggrecan、Col-Ⅱ的蛋白基因表达，并使促软骨降解的MMP-3蛋白基因表达明显降低，在一定程度上缓解了软骨的降解；同时提高了韧带胶原相关因子的表达。（6）针刀干预KOA兔疗效作用的可能机理：①通过促进促胶原生长因子TGF-β1的表达，提高维持韧带力学性能的有效成分Col-Ⅰ的含量，在一定程度上恢复损伤韧带的结构和力学性能，发挥针刀改善膝关节力学失衡状态的作用；②通过改善韧带力学性能从而稳定膝关节，调节关节应力不均状态，提高软骨中IL-4及整合素β1的表达，抑制软骨细胞膜超极化，从而上调Aggrecan和Col-Ⅱ的表达，缓解软骨的降解；③通过抑制软骨中MMP-3的基因蛋白表达，解除引起软骨降解的重要因素之一，缓解软骨退变。.结论：针刀能较好地治疗KOA，其可能机制是通过调控膝关节应力-力化学信号网络，具体表现为部分恢复受损膝周韧带的生物力学性能从而提高关节稳定性，恢复关节力学平衡，调控力-化学信号通路，最终恢复软骨细胞分泌基质的稳态，完成针刀“调筋”而“治骨”的科学治疗过程，达到治疗KOA的目的。