课题申报书-黄芪对腹膜透析效能及腹膜间皮细胞与腹腔免疫功能的影响.doc

登记序号： 计划类别： 分类代码： 项目编号： 科技项目计划设计任务书 项目名称：黄芪对腹膜透析效能及腹膜间皮细胞与腹腔免 疫功能的影响 承担单位： 单位地址： 邮编： 项目负责人： 电话： 职务职称： 主管部门： 南京市卫生局 填报日期： 2002年04月26日 江苏省科学技术厅二OO一年制一、立项依据：1、国内外研究现状、发展趋势及理论实践依据： 随着腹膜透析（Peritoneal Dialysis，PD）技术的不断提高和透析理论的日趋完善，尤其是1976年Popovich提出的连续非卧床腹膜透析（Continuous Ambulatory Peritoneal Dialysis，CAPD）治疗方法带来了腹膜透析的空前繁荣。近年来的流行病学资料表明接受腹膜透析治疗的终末期肾功能不全（End-Stage Renal Disease，ESRD）患者正以每年7.5%的比例迅速增长，目前全球已有超过120000的患者在接受腹膜透析治疗。腹膜透析因其相对于血液透析更高的生活质量、显著的残余肾功能保护、优于或等于血液透析的生存率以及较少的资金花费，故有作者提出，腹膜透析应该是肾脏替代疗法的首选1,2。 然而，随着腹膜透析患者寿命的延长，腹膜透析的远期并发症腹膜功能衰竭已成为ESRD患者透析技术性失败的最重要的原因3，并成为制约腹膜透析发展的“瓶颈”。 资料显示约1/3的腹膜透析患者6年后因腹膜功能衰竭而退出透析治疗。腹膜功能衰竭与长期腹膜透析后腹膜结构和功能破坏进而导致腹膜超滤失败以及溶质转运功能障碍密切相关4。腹膜透析液的生物不相容性是导致腹膜功能衰竭的首要原因，腹膜间皮细胞作为腹膜组成部分在这一过程中扮演着重要角色。近年来随着人腹膜间皮细胞标准培养方法和腹膜透析动物模型的确立，腹膜功能衰竭的机理得以初步阐明。腹膜间皮细胞在长期非生理性透析液刺激下，转移生长因子（TGF-）mRNA过度表达，TGF-作为细胞增殖与细胞外基质合成的重要调节因子，导致细胞外基质合成增加和腹膜纤维化5，最终导致腹膜超滤失败和溶质转运功能障碍。同时TGF-也是调节细胞凋亡的重要细胞因子，组织病理学证实腹膜功能衰竭的重要特征表现为腹膜间皮细胞的丧失，过多的TGF-表达将增加间皮细胞的凋亡，导致间皮细胞的完整性受到破坏，研究表明完整的间皮细胞层可以显著延缓腹膜纤维化的进程。其次，腹膜透析的主要并发症腹膜感染也是导致腹膜功能衰竭的重要原因,反复的炎症刺激使腹膜局部高水平TGF-持续存在致使腹膜发生纤维化和硬化6。目前公认长期腹膜透析时腹腔细胞免疫功能抑制是导致腹膜反复感染的主要原因,尤其是被认为是腹腔细胞免疫功能最重要组成部分和腹膜抵抗细菌感染第一道屏障的巨噬细胞功能的明显抑制。研究表明，腹膜在长期非生理性透析液的刺激下，巨噬细胞功能受到抑制，当腹膜发生感染时透析患者腹腔巨噬细胞功能指标包括吞噬指数、白细胞介素1（IL-1）和肿瘤坏死因子（TNF-）水平显著降低，如果改用更符合生理条件的透析液则可以使腹腔巨噬细胞功能得到明显增强，从而增强腹膜对感染的抵抗能力，减少腹膜炎的发生7。最近，腹膜血管在腹膜功能衰竭中的作用也得到重视，充足的血流除了能有效增强腹膜的抵抗力减少腹膜炎的发生外8，也是维持长期腹膜透析患者腹膜转运功能的重要因素。腹膜血管血流量减少时腹膜溶质转运和腹膜超滤率均显著下降9，研究显示长期腹膜透析患者腹膜血管内皮细胞依赖的血管舒张因子显著减少，从而影响腹膜透析的效能，而如在腹膜透析液中添加扩血管物质硝普纳则能有效提高腹膜透析患者的透析效果。 基于上述研究结果，近年来临床医师一直致力于两方面的研究。一是研究更符合生理条件以及不影响腹膜免疫功能的全新的腹膜透析液。虽然已有诸如含多聚糖、含氨基酸、含碳酸氢根等多种透析液的体外实验的报道，但事实上所有这些透析液并不能完全替代葡萄糖作为渗透性物质的作用，其临床应用前景尚不明确。另一方面，肾脏病医师通过在现有的透析液中添加一些物质来达到保护和改善腹膜功能的目的。有研究表明在透析液中加入双嘧莫达能显著降低小鼠腹透液中TGF-的含量，而加入透明质酸可以在保护腹膜间皮细胞方面起到一定的效果。中药黄芪是一种含有多糖、甙、黄酮和微量元素等多种成分的物质，其具有多重药理作用10。黄芪能显著抑制炎症因子TGF-的表达，从而延缓肝脏、肾脏等多种脏器疾病时发生纤维化的进程；能明显减缓人胚二倍体细胞自然衰老过程延长细胞寿命约1/3左右11；能有效地调节细胞免疫功能，通过向小鼠腹腔注射黄芪可以发现腹腔巨噬细胞吞噬功能得到增强，从而增强腹膜抗菌能力；黄芪还具有扩血管的作用，研究显示其能显著抑制血管收缩物质内皮素的释放，从而可能起到扩张血管增加血流量的作用12。根据黄芪的上述作用，可以推测，在腹膜透析液中加入黄芪可以起到延长腹膜间皮细胞的寿命、抑制间皮细胞TGF-的分泌、提高腹腔巨噬细胞功能、改善局部微循环，从而阻止/延缓腹膜纤维化和防止腹膜感染的发生，达到阻止/延缓腹膜功能衰竭的目的。然而关于黄芪在腹膜透析中的应用尚无相关报道。 主要参考文献：1. Thodis E, Passadakis P, Vargemezis V, Oreopoulos DG.Peritoneal dialysis: better than, equal to, or worse than hemodialysis? Data worth knowing before choosing a dialysis modality. Perit Dial Int ,2001; 21:25-35.2. Van Biesen W, Vanholder R, Lameire N.The Role of Peritoneal Dialysis as the First-Line Renal Replacement Modality.Perit Dial Int , 2000;20: 375 - 383 3. An S. De Vriese, Siska Mortier, Norbert H,et al.What happens to the peritoneal membrane in long-term peritoneal dialysis? Perit Dial Int, 2001;Vol. 21 ;:S9-284Devuyst O,Topley N,Williams JD.Morphological and functional changes in the dialysed peritoneal cavity:impact of more biocompatible solutions.Nephrol Dial Transplant,2002;17(3):12-55.Blobe GC,Schiemann WP,Lodish HF.The role of transforeing growth factor beta in human disease.N ENGL J Med ,2000;342:1350-86Lin CY,Chen WP,Yang LY,et al.Persistent transforming growth factor-betal 1 expression may ptedict peritoneal fibrosis in CAPD patients with frequent peritonitis ocurrence.Am J Nephrol,1998;18:513-97.Jones S,Holmes CJ,Mackenzie RK,etal.Continuous dialysis with bicarbonate/lactate-buffered peritoneal dialysis fluids in a long-term improvement in ex vivo peritoneal macrophage function.J A Soc Nephrol,2002;13:S97-1038Park MS.Factors increasing severnity of peritonitis in long-term peritoneal dialysis patients.Adv Ren Replace Ther，1998；5：185-939.Ronco C,Brendolan A,Crepaldi C,et al.Ultrafiltration and clearence studies in human isolated pertoneal vascular loops.Blood Purif,1994;12:233-4210.耿长山。黄芪的免疫药理研究进展。中西医结合杂志，1986；6：62-6411孟庆云。中国中医药发展50年。P28012伍敦裕，林海玲。黄芪注射液治疗慢性肾功能不全患者血浆内皮素变化及其意义。实用医学杂志，1998；14：6112、研究目的与意义： 研究目的： 通过体外人腹膜间皮细胞培养观察中药黄芪在抑制由高糖引起的TGF-过度表达中的作用，通过动物实验从组织病理学角度观察黄芪对腹膜间皮细胞完整性的维护和腹膜纤维化的抑制以及巨噬细胞功能调节等方面的作用，通过临床观察了解黄芪对腹膜转运功能和免疫功能的影响，从不同层面了解黄芪在阻止/延缓腹膜功能衰竭中的作用及其机制，为临床上改善长期腹膜透析患者透析疗效提供一种新的治疗方法。 研究意义： 随着临床腹膜透析的广泛应用以及腹膜透析患者寿命的延长，临床上因长期腹膜透析导致腹膜功能衰竭进而透析失败的患者越来越多。中药黄芪在我国分布广泛且有2000多年的应用历史。目前临床上已有黄芪注射液制剂，并且由于黄芪可以直接注入腹腔，因此通过从不同层面了解黄芪在阻止/延缓腹膜功能衰竭中的作用及其机制的研究，在临床上推广使用黄芪来阻止/延缓腹膜功能衰竭从而延长ESRD患者腹膜透析时间、提高透析质量、减少透析失败率，提高腹膜透析远期疗效具有广泛的应用前景。3、技术查新： 参见附页。二、研究内容：研究内容： 本课题采用体外细胞培养、动物实验、组织病理学与临床相结合的系统研究方法，从多个方面研究中药黄芪在防止/延缓腹膜功能衰竭中的作用，并从不同层面和角度解释其作用机理。通过体外人腹膜间皮细胞培养了解黄芪在抑制间皮细胞TGF-表达方面的作用；通过动物实验从组织病理学的角度直观了解黄芪在间皮细胞保护以及在阻止/延缓腹膜纤维化中的作用；通过临床应用，了解黄芪对腹膜转运功能以及免疫功能方面的影响。关键技术和技术难点：（1）体外人腹膜间皮细胞培养及干预方法的建立；（2）动物腹膜透析模型及干预方法的建立； （3）TGF-、TNF-免疫组化检测；（4）巨噬细胞吞噬功能的诱导及检测；（5）标准腹膜透析腹膜转运功能改变的研究。课题的特色和创新之处：（1）腹膜功能衰竭是一多因素参与的病理过程，由于西药作用较为单一，因此在如何有效阻止/延缓腹膜功能衰竭的研究中显得较为局限，而中药黄芪具有多重药理作用，在阻止/延缓腹膜功能衰竭的研究中具有较大的优势。（2）由于部分药物无法进行腹腔内应用，因此以往的研究大多停留在体外试验的水平，而黄芪可以安全地应用于腹腔内注射，本课题的研究成果能够直接应用于临床。（3）通过从体外细胞培养、动物实验、组织病理学以及临床全面地对黄芪在阻止/延缓腹膜功能衰竭中的作用及机制进行研究，至今尚未见类似的研究报道。主要技术指标：（1）黄芪抑制间皮细胞TGF-分泌的指标；（2）反映巨噬细胞免疫功能的TNF-分泌水平以及吞噬功能的指标；（3）黄芪对腹膜间皮细胞的维护和抑制纤维化的指标；（3）黄芪对腹膜转运功能的影响。三、研究方法及技术路线：研究工作总体思路： 本研究首先通过人腹膜间皮细胞体外培养的方法在培养基中添加黄芪观察其抑制由高糖引起的间皮细胞TGF-过度表达中的作用，了解黄芪与腹膜间皮细胞TGF-表达之间的关系。然后通过腹膜透析动物模型从组织病理学角度直观了解黄芪对腹膜间皮细胞损伤的保护以及抑制腹膜纤维化方面的作用。最后通过在临床上的应用了解黄芪对腹膜转运功能以及腹膜免疫功能的影响，并探讨其作用机制。从而为临床上阻止/延缓长期腹膜透析患者因腹膜纤维化、腹膜反复感染导致的腹膜功能衰竭提供新的治疗方法。技术路线：（1）体外细胞培养部分： 从择期手术小网膜切除的标本获得人网膜组织，按照文献方法培养间皮细胞，通过调整原代（1-9代）人腹膜间皮细胞培养液中葡萄糖浓度，在1.5%、4.5%葡萄糖条件下观察添加与不添加黄芪对腹膜间皮细胞TGF-表达的影响，TGF-用免疫组化方法检测。（2）动物模型部分： 按照标准腹膜透析小鼠动物模型建立方法建立小鼠腹膜透析模型，分别采用添加和不添加黄芪的葡萄糖浓度为1.5%、4.5%的透析液进行腹膜透析，8周后取小鼠腹膜组织，10%甲醛溶液固定、脱水、 石蜡包埋后HE、PAS、PASM染色，在光学显微镜下进行病理组织学检查。（3）临床部分： 在临床上选择长期腹膜透析患者，采用自身对照的方法观察添加黄芪前后患者腹膜转运功能和患者透析液中TNF-浓度以及巨噬细胞吞噬功能的变化。（4）总结资料，分析结果。研究方法：（1）组织细胞培养方法。（2）动物实验学研究方法。（3）组织病理学方法。（4）生化分析方法。四、现有研究条件和工作基础：1、现有工作基础： -临床上有大量的长期腹膜透析的随访病人。研究者已成功掌握了人腹膜间皮细胞培养方法和腹膜透析小鼠动物模型建立方法，具备了TGF-、TNF-的检测能力，以及本研究所需的组织病理学检查条件。同时在预实验中已经得出黄芪能有效抑制体外培养人腹膜间皮细胞TGF-的表达。因此，本研究具有很强的可行性和较高的成功率。2、项目负责人近年来研究成绩简介 近年发表相关论文： 近年研究成果：3、研究队伍： 4、支撑条件： 五、计划进度：1、总进度和年度进度： 2003.012003.03课题准备，订购动物与试剂。 2003.042003.06细胞培养研究部分。 2003.062003.12动物实验部分。 2003.062004.09临床部分。 2004.092004.12总结资料，分析结果，科研鉴定。2、项目完成形式：（1）项目完成可通过论文形式考察，预计可在核心期刊发表论文4-6篇。（2）细胞培养研究部分通过对TGF-表达的检测可以了解高糖在腹膜间皮细胞TGF-表达中作用，了解黄芪在拮抗TGF-过度表达中的作用。（3）动物实验部分通过腹膜组织病理学检查了解黄芪对腹膜间皮细胞损伤的保护以及抑制腹膜纤维化方面的作用，可通过病理切片形式表达。（4）临床研究部分可通过治疗前后患者TGF-、TNF-水平以及巨噬细胞吞噬功能了解腹膜功能的改变，用差异性来表示。（5）通过成果考核。（6）成果可达到国际先进水平。六、项目研究预期成果及效益：预期达到的主要技术指标：（1）黄芪有效抑制体外培养人腹膜间皮细胞的TGF-的分泌。（2）应用黄芪后在腹膜透析动物模型腹膜组织病理检查中发现黄芪能维护腹膜间皮细胞的完整性和抑制腹膜纤维化的发生。（3）黄芪能改善腹膜透析病人的腹膜转运功能和增强巨噬细胞的免疫功能。（4）该研究成果预期达到国际领先水平，为临床上阻止/延缓腹膜功能衰竭提供新的治疗方法。 经济效益和社会效益：通过本课题的系列研究，预期可以明确黄芪有效阻止/延缓长期腹膜透析病人腹膜功能衰竭的进程，从而延长腹膜透析时间、提高腹膜透析质量。从经济效益来讲，腹膜透析是一种价格低廉的肾脏替代疗法，长期的腹膜透析必将大大减轻社会及其个人的经济负担。从社会效益来讲，腹膜透析具有较高的生活质量，可以使ESRD病人重返社会并参加力所能及的工作，产生积极的社会效应。并且，通过此疗法的成功也可以提升中药治疗在国际上的影响。七、承担项目单位及分工 八、经费概算及来源：经费预算总额及分类科 目名 称单价（万元）数 量主要依据金额（万元）业 务 费文献检索论文发表科研鉴定30实验材料胰蛋白水解酶01092/100l200l细胞培养022小牛血清003/100ml1000ml细胞培养030RMPI1640培养基0009/500ml2000ml细胞培养004HAM-12培养基0014/500ml5000 ml细胞培养014抗细胞角蛋白抗体0242/100l200l细胞培养050抗波形蛋白抗体0242/100l200l细胞培养050抗因子抗原抗体0166/100l200l细胞培养040抗CD45抗体035/100l200l细胞培养070TGF-单克隆抗体025/96次2生化检测050TNF-单克隆抗体0185/96次2生化检测040细菌脂多糖0126/100g200g免疫诱导025黄芪注射液150腹膜透析液300其他试剂100病理检查150动物实验小鼠动物实验100其 他临床标本收集200总 计： 17 万元，其中自筹： 万元，申请拨款 17 万元九、研究人员：姓 名单 位性别出生年月专 业专业技术职务承担工作签章项目主要负责人参加项目研究人员十、承担单位审查及承诺意见、盖章 第一承担单位 第二承担单位 （法人签字） （法人签字） 盖章 盖章 年 月 日 年 月 日十一、协作单位及审查承诺意见、盖章 （法人签字） 盖章 年 月 日 十二、项目主管部门审查承诺意见、盖章 盖章 年 月 日 登记序号： 项目编号：中医药、中西医结合科研项目课题设计书课题名称：痛痹颗粒对骨关节炎细胞凋亡和增殖的机理研究申报单位： 江苏省中医院课题负责人： 朱萱萱计划年限：邮政编码： 210029 联系电话： 8661714130306申报日期：江苏省中医药局制填写提纲一、立项依据：与选题直接相关的国内外现状、水平和发展趋势；选题的理论和实践依据；研究目的、意义；本研究达到的科学技术水平，预期社会经济效益和应用推广前景。二、科研假说或技术构思，主要研究内容、关键技术、目标（达到的主要技术指标或技术经济指标），技术特征及创新之处，开发项目应说明开发规模。三、研究试验方法及技术路线（工艺路线）。四、现有工作条件和基础：开展本项研究的技术优势，现有的主要仪器设备及应用合格实验动物的基本条件等；已有工作基础，预试验情况。五、计划进度：根据总的研究期限、年度计划进度，分别列出具体的目标和进度的考核指标。六、参加（协作）单位意见及具体分工（附协议书）。七、经费概算（包括其他部门的拨款、贷款、自筹记忆取得的自主）和核算依据，以及分年度使用计划。填写说明一、内容填写自备附页，用纸大小和封页一致，字迹清楚，装订整齐后按申报要求上报。二、填写提纲所列内容，要全面详细、如实填写。三、封面上“登记序号”“项目编号”请勿填写。1、 立项依据1.1 研究目的、意义骨关节炎（osteoarthritis，OA）又称退行性关节病，以关节软骨发生弥漫性龟裂、纤维化和脱失及因骨组织增生性变化为特征的一组临床征候群，是多见于中年以后的慢性进行性关节疾患。该病发病率随年龄增长而升高，据调查，在美国目前2亿多人口中，就有骨关节炎4500万，发病率占总人口的20%，在老年人中所占比例更高，50岁以上人群中，OA的患病率仅次于心血管疾病，位居第二位。在我国，根据流行病学调查显示，5564岁的人群中发病率达40%，而65岁以上人群的患病率达60%90%。随着计划生育政策的长久实施及经济发展，我国已进入老龄化社会，OA的发病率还将越来越高，这不仅严重危害人民的生活、健康，对社会也将造成很大负担。同时世界其他国家也面临着同样的问题，因而OA引起了国际、国内医学界的相当重视。近年来对OA的研究颇多，在发病机制、检测手段以及治疗方法上均取得较大进步，但总的来说还缺乏令人满意的突破性进展。西药治疗OA的主要手段是非甾体药，但存在副作用大、作用单一及有较多禁忌症等缺点。虽然中药治疗OA也取得了一些经验，但对其具体的作用机制有深入研究的却很少，因此在中医理论的指导下，运用现代科学技术，对疗效确切的中药复方进行深入的机理研究，使中药治疗OA的疗效在国际先进行列中占一席之地，是摆在我们面前非常重要的课题。1.2 国内外现状水平和发展趋势近十年来，国内外对OA进行了较深入地研究，大致归纳如下：1.2.1 流行病学研究已广泛开展在近100种不同类型的关节疾病中，OA是影响人类健康最常见的关节疾患之一，没有明显的种族和地域差异，本病的患病率随年龄增加而增高，故随着人类平均寿命的延长，患病率也有增高的趋势。Felson等报道70岁以下人群膝OA患病率为7%（男6.4%，女11.4%），80岁以上为11.2%（男5.4%，女15.8%）；而放射学膝OA70岁以上为27.4%（男30.4%，女25.1%），80岁以上为43.7%。Butter等报道，44岁以下、4559岁、60岁以上人群中，放射血OA 患病率各为6.2%、21.6%和42.0%。国内陈顺乐等队13541名钢铁工人的调查结果显示，症状性OA患病率2.2%；无症状性OA患病率53%，其中3039、4049、5059岁患病率各为11%、27%和62%。汕头大学医学院统计551例，结果40岁以下、4049、5059和60岁以上各占12.2%、17.4%、26.1%和44.3%。另外不同关节OA易感性不同。美国在卫生统计中心调查结果，OA患病率以手最高，以下依次为足、膝、髋。国内陈顺乐等调查结果OA是颈椎最多，以下依次为腰椎、膝、手和腕。本病性别差异在脊柱差别不大，但手、膝、髋OA均以女性较多，且女性骨关节炎的遗传易感性较男性高。在Framingham的研究中，Felaon等发现女性体重减少11磅，骨关节炎形成的风险相应减少50%。 Saase等调查结果，膝OA患病率男、女峰值分别为24.7%和54.6%。根据1994年统计，在美国，骨关节炎的消耗为155亿美元，约为类风湿关节炎的3倍，其中一半以上消耗缘于工作丧失。在我国虽未作全国大范围的普查，但随着老龄化社会进程的不断加快，OA的发病率会越来越高，这必将给家庭、社会带来沉重负担。1.2.2 病因、发病机制有了巨大突破目前基础研究认为软骨的损伤与退变是OA的根本，随着分子生物学免疫学的发展，近年来众多学者对OA关节软骨退行性改变的原因从不同角度进行了大量研究，其发病机制仍未完全明了，又提出了许多学说，如软骨下骨内高压学说：由于骨血液动力学的改变，在骨髓腔容积不变的前提下增加内容物引起压力增高，即表现为骨内压力增高。骨内高压持续增高存在下关节滑液pH值下降，成分改变，干扰并破坏了软骨细胞的正常代谢导致细胞变性坏死，胶原纤维解聚，蛋白多糖分解，软骨下骨破坏、修复，最终产生骨性关节炎。自由基学说：认为自由基对软骨细胞DNA和PG的合成具有抑制作用。自由基作用软骨细胞后，引发膜脂质过氧化，使脂质过氧化代谢产物丙二醛增多，丙二醛可与DNA发生交联，自由基也可直接攻击软骨细胞DNA即合成DNA所需的酶，使DNA链断裂、碱基损伤从而影响了DNA的合成，也造成前列腺（PG）合成障碍。骨关节炎时，滑膜、滑液、血管翳内常有中性白细胞、巨嗜细胞浸润，其表面受免疫复合物、补体等作用能释放大量O2-和H2O2；细胞因子学说：细胞因子对骨关节炎的发生、发展起了重要作用，如白细胞介素-1（IL-1）、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子（TNF）等在OA中水平明显增高。IL-1具有刺激软骨细胞分泌一氧化氮、前列腺E和IL-6的作用，引起滑膜炎症和疼痛，同时IL-1也是软骨基质降解的主要驱动因子；软骨酶降解学说：OA软骨细胞的基质降解酶类的合成与分泌率明显增加，并与关节炎的严重程度密切相关。参与降解基质大分子的降解酶类可以增加达到几倍。酸性和中性蛋白酶可以降解蛋白多糖的核心蛋白。基质金属蛋白酶，尤其是基质溶素和胶原酶，参与关节软骨的降解过程，这些酶类可以降解细胞外基质的所有成分，与循环系统中的纤维蛋白溶酶和局部合成的纤溶酶原一起，快速降解软骨。在滑膜细胞和软骨细胞产生的IL-1和TNF的作用下，软骨细胞以酶原的形式分泌大量的基质金属蛋白酶，而对金属蛋白酶组织抑制剂无影响，使二者失衡从而增加对软骨主要成分型胶原和蛋白聚糖合成的抑制作用，使软骨进行性破坏；一氧化氮学说：NO是一种细胞间信使分子，可介导许多生物学现象。NOS可催化重要炎性介质NO的产生，OA患者血清、滑液中NO含量明显高于正常。NO可通过抑制软骨细胞增殖，促进软骨细胞凋亡，改变蛋白多糖和胶原蛋白的合成与分泌功能，同时使软骨细胞分泌透明质酸减少，滑膜粘蛋白解聚，抑制软骨细胞合成软骨基质，促进软骨细胞糖酵解，使软骨破坏。细胞凋亡学说：细胞凋亡是细胞死亡的形式之一，许多正常组织均可发现凋亡，但凋亡亢进与不足则会引起相关疾病，在骨关节炎患者软骨中软骨细胞的凋亡有异常表现，且凋亡细胞数目与骨关节炎严重程度明显相关。凋亡小体存在于软骨细胞小孔或间隙内，其产生的焦磷酸盐能从溶液中沉积钙，有NTPPH（nucleosid triphosphate pyrophos phohydrolase）和碱性磷酸酶作用,造成余下软骨细胞修复过程失败，而逐渐发展成关节软骨的完全丢失。OA软骨细胞凋亡主要通过两种相互独立的途径完成，一种是同滑膜炎症无关的途径,由NO介导;另一种是同滑膜炎症相关的途径,由Fas介导。典型的OA不存在明显的炎症反应,此时软骨细胞凋亡以NO途径为主;当产生炎症反应时,则通过as途径加剧软骨细胞凋亡和关节破坏。NO通过两种方式造成组织及细胞损伤。一是高浓度的NO能抑制多种与线粒体呼吸传递系统及柠檬酸循环有关的酶,从而抑制线粒体呼吸,造成组织损伤;二是NO与超氧化阴离子2-反应,生成氧化亚硝基阴离子ONOO-,在酸性条件下(如病理条件)迅速分解为OH-和NO2自由基,这两种自由基具有很强的细胞毒性,可造成组织细胞损伤。在OA患者中,受损区软骨细胞的凋亡比例明显高于未受损区。Fas表达的结果与其相符,OA受损区的Fas表达远高于未受损区,提示Fas表达可诱导软骨细胞凋亡。除NO途径和Fas途径外,还有一些因素可导致软骨细胞凋亡、关节破坏,如IL-1、IL-8、TNF-、PGE2、Aggrecan G1区等。1.2.3 治疗方面有了不少新方法目前中西医治疗OA的药物较多，西药治疗OA主要有三大类，第一类为快作用药，即非甾体药，特点是发挥作用快，但副作用较大，对胃肠、肝肾、血小板均有较大影响，OA多为老年人，长期服用此类药尤其不能耐受，且部分药物价格不菲，而且由于过分的镇痛，导致病人失去警惕过分运动，以致出现“消炎痛髋”，从长期疗效来看反而不佳，最新观点认为乙酰氨基酚应作为治疗OA的首选药，但尚有一定争议，且同样存在上述副作用；第二类为慢作用药，发挥作用慢，疗效不确切，价格昂贵，临床上尚未广泛运用；第三类为软骨保护剂，尚未问世。关节清理术、膝关节置换术，适应症较少，费用高，创伤大，病人难以接受。中哦药治疗OA的研究取得了可喜的进步，但中药治疗仍存在较多共性的问题：多属临床经验，无对照组，特别是西药对照组观察，处方不固定。缺乏用客观的最新的国际公认的、量化的临床观察指标及疗效判断标准为手段来寻找治疗OA的中药。未针对OA发病机制进行临床及动物试验从生化、免疫、病理、细胞分子水平来探讨中药的药物作用机理。缺乏高效的、作用综合、副作用小的新药。中医认为OA属痹症中的痹、痛痹、骨痹，认为其病因与年老体衰、长期劳损、外感风寒湿邪有关，明确指出肝肾亏虚、气血不足、筋骨失养为OA的发病基础，而寒湿、痰瘀为病理因素及病理产物。周尊谦等人在传统中医理论基础上，阐述了膝OA骨内高压血瘀证氧自由基之间的密切关系；谢林等论述了膝OA与血瘀证之间的内在联系，旨在为运用活血化淤药治疗OA提供理论依据。治疗方面从古到今绝大部分医家皆针对其病因病机采用益肝肾、强筋骨、补气血治其本；散寒通络、化痰胜湿治其标。独活寄生汤是用于治疗风寒湿痹、关节疼痛和脑血管后遗症的传统固防，具有补肝肾、活血通络之功，临床常见本方加减治疗OA，疗效比较肯定。朱健儿以本方加味治疗262例，总有效率94.7%。单文龙等用本方加减治疗骨关节炎24例，有效率为87.5%。陆智报道用本方加减治疗104例，总有效率91.3%。1.2.4 实验研究方面有了较大的进展随着对OA发病机理的不断深入认识，对OA的实验研究方面也开始了向多层次多角度的方向发展。动物实验不再只局限于微循环和一般抗炎、镇痛试验，现已使用针对OA的动物实验，并采用相关的指标进行检测。目前实验研究内容主要有以下几个方面，研究最多的是OA的血液流变学、氧自由基及一氧化氮含量等，这些试验一般均可通过建立骨关节炎的模型来完成，也可通过使用其它相似的模型检测相关指标来进行，如可建立急性血淤模型来检查血液流变学指标，使用老龄动物通过检测体内SOD及MDA含量推断药物的抗氧自由基的能力等。在NO对OA影响的实验中，一般采用硝酸还原酶法来测定NO含量，运用PT-PCR技术测定NOS基因表达。IL-1、IL-6、TNF等细胞因子、软骨降解酶尤其是基质金属蛋白酶、诱导关节滑膜炎症的物质如纤溶酶原/纤溶酶原激活物和前列腺素PGE2、软骨细胞的细胞凋亡及增殖情况、性激素水平等也越来越多地被作为检测指标使用到实验研究中来。1.3 选题的理论和实践依据祖国医学并无骨关节炎的病名，从历代文献来看本病应归属于“骨痹”、“痛痹”范畴。我们认为OA病人除了肝肾亏虚，寒湿痹阻外，一般OA病人体重超重较多，也即为痰湿偏盛之体，另外脾虚生湿及寒湿痹阻日久湿聚成痰，痰淤交阻是引起膝关节肿胀畸形、活动受限的重要因素，所谓顽症怪病皆质之于痰淤。基于现代医学对OA发病机理的深入研究，我们在补益肝肾、活血通络基础上，结合中药对缓解软骨降解，增加软骨细胞功能，抑制滑膜增生及炎症的研究成果，于1995年即对备急千金要方中的独活寄生汤进行化裁，重用活血化淤，加用化痰清热之品，总结制定出了高效、药源广泛、安全可行的痛痹颗粒，并于1999年采用痛痹颗粒的组方治疗膝OA，方中以独活为君药，以祛下焦与筋骨间风寒湿邪；威灵仙舒筋通络止痹痛；淫羊藿、怀牛膝补肝肾，强筋骨，通经络，其中怀牛膝为引经药；当归养血柔肝、舒筋活血；川芎则通达四肢关节，为血中气药；虎杖活血清热解毒，同时防诸药辛燥太过。诸药合用共起补肝肾、祛风湿、化瘀痰之功，冀能消炎止痛，保护软骨。通过36例的临床研究、观察，结果表明本方疗效显著且副作用小。因此有必要对痛痹颗粒治疗骨性关节炎的作用机制尤其是该方对软骨细胞的细胞凋亡与增殖机理做进一步的研究，冀能证实痛痹颗粒的临床疗效，明确其作用机制，并初步探讨本病发病的可能机理，为新药问世提供客观的依据，所以进行设计并立题。1.4本研究达到的科学技术水平，预期社会效益和应用推广前景1.4.1继承和发扬祖国医学，保持中医特色，以临床疗效为前提，以实验研究为基础，制造规范化大鼠的膝OA模型，从发病机理探讨本药的作用机制。本实验采用可靠地国际公认的方法复制动物模型，并采用最新的检测指标IL-1、TNF、SOD、MDA、NO等，总之本研究基于现代医学对OA发病机制的最新研究成果，从生化、免疫等多个角度多个层次，系统观察并进行归纳总结，确保本课题不但可行而且先进，冀能填补省内外运用中药治疗OA的空白，并希望以此为基础，进一步从细胞水平（包括本药对软骨细胞及细胞凋亡与增殖的影响）研究中药对OA的长久作用及影响，从而达到挤身国际先进水平的目的，让中药真正走向世界。1.4.2目前，中药治疗OA的方法颇多，但大多以临床疗效研究为主，大样本、规范化的研究很少，中医中药治疗机理的研究，虽有涉及，但大多分散且存在一定的重复性，理想的治疗药物尚未问世，具有公认疗效的小儿迁延性腹泻临床治疗方案尚未确立，其疗效评价体系尚需研究确定，尤其是缺少中医药治疗学整体研究思路与方法，使中药复方治疗OA的疗效机理尚未能全面揭示，影响了该领域研究的深入。而痛痹颗粒是在中医理论指导下选用千金要方中独活寄生汤进行加减所得，并采用可靠的实验模型及最新的国际公认的相关指标进行实验研究，观察其对OA的确切疗效及作用机理，这必将对OA的中医理论产生较大影响，同时对临床治疗也起到更好的指导作用，从而产生较好的社会经济效益。随着改革开放的形势发展，以及中国加入WTO与国际接轨的进程的不断完善，祖国医学国际地位不断的提高，我们将从祖国医学宝库中发掘出的治疗OA的高效药物与现代新技术、新方法进行研究总结，从而为人类造福，为振兴中医事业做出应有的贡献。2.科研假说或技术构想：主要内容、技术关键目的，技术特征及创新之处，开发项目应说明开发规模。2.1主要内容2.1.1探讨OA的病因病机，提出新见解，发展中医理论。2.1.2运用现代科学技术，开展实验研究，从分子生物学、免疫学、生理生化学等多方面来探讨“痛痹颗粒”治疗膝OA的疗效机制及药理毒理作用。2.2主要技术关键2.2.1膝OA模型的复制目前所使用的OA动物模型一般可分为两大类，其一是诱发模型，即通过各种操作方法如制动、手术、关节内注药、关节内植入软骨碎片或微粒等诱导OA产生；另一类为自发模型，即不用任何外界干预，动物自发OA，如C57黑鼠等。在选择动物模型时一般应考虑动物的种属（包括其生活习性、关节结构、组织学及病理学特征）、不同方法的造模机制和OA模型的特点，并应参照研究目的加以选择。在诱发模型中，常用的方法是手术造成关节的应力改变及关节腔内注入木瓜蛋白酶， 这两种方法都能复制出较成功较高的OA模型，且操作较为简单。具体的造模机制在于低应力可以造成软骨厚度减少，SO染色变淡，水分增加，蛋白聚糖聚集度损伤等变化，木瓜蛋白酶作为一种蛋白水解酶会引起关节软骨的退行性改变。在具体的造模过程中我们选用以上两种方法来分别复制动物模型。用于动物模型的动物一般有狗、兔、鼠等，我们选用大鼠做OA模型，因为该模型关节软骨退变的组织学特征与人类相似，且动物来源较广泛，且经济。2.2.2关节软骨细胞的获取和培养基于来源广泛，操作可行的原则，目前用于体外培养的软骨细胞一般均为兔关节软骨细胞原代培养所得。软骨需在严格无菌的条件下分离，经过一系列的漂洗、消化等工作后获取软骨细胞。目前还没有专门用于软骨细胞培养的培养液，国外采用的培养液种类繁多，有199、1640、F12、改良Eagle等，国内的有199、1640、DMEM（高糖）等，其中加入胎牛血清（占15%），一般以使用DMEM培养液居多。在培养液中还含有一些辅助添加剂，包括25mmol/L Hepes、1mmol/L 丙酮酸钠、2mmol/L 谷氨酰胺、50umol/L 二硫基乙醇以及10万单位/L的青霉素和10万单位/L的链霉素，PH7.4。培养过程中一般使用5%CO237的恒温培养箱。2.2.3采用的检测手段及指标在病理组织形态学的检查中，一般采用以下几个观察指标：大体肉眼观察软骨及滑膜表面情况；HE染色观察有关的形态变化；Masson三色染色观察胶原的变化；Sanfranin-O即沙红O染色用于组织学评分，评分方法按Mankin法；电镜下观察软骨细胞内结构形态变化及其周围胶原纤维的变化。在细胞培养的相关检测中，我们采用MTT法检测软骨细胞的增殖能力，用全自动生化分析仪对检测总蛋白含量，使用细胞流式仪进行细胞凋亡的测定，对iNOS、NO含量的测定则使用分型NOS试剂盒和NO试剂盒。2.3目标（达到的主要技术指标或技术经济指标）、技术特征及创新之处。现代科学技术与中医药理论相结合，深入研究中医药治疗OA的作用机制，为临床应用提供更加科学有利的客观依据，发挥中医药治疗OA的特色和优势，为临床