观察电磁场干预对异位骨化(HO)大鼠模型的抗异位骨化效应并探讨相关作用机制。
方法采用随机数字表法将72只雄性SD大鼠分为对照组、模型组及观察组。采用钳夹、切断跟腱等方式将模型组、观察组大鼠制成HO动物模型，对照组术中仅暴露跟腱组织，未给予钳夹、切断处理。观察组大鼠于制模后每天给予2次50 Hz、1 mT正弦交变电磁场暴露干预，每次持续2 h。于术后3 d、14 d、1个月及3个月时每组各取6只大鼠，提取跟腱组织进行大体、组织学及免疫组化染色观察，并采用Western blot或RT-PCR方法检测标本中母亲DPP同源物7(Smad7)、母亲DPP同源物3(Smad3)、磷酸化母亲DPP同源物3(p-Smad3)、基质金属蛋白酶9(MMP-9)及组织金属蛋白酶抑制剂1(TIMP-1)等蛋白或基因表达情况；于术后1个月、3个月时对各组大鼠患肢跟腱部位进行X线检查以了解异位骨化形成情况。
结果术后各时间点对照组大鼠各项检测指标(包括跟腱大体外观、HE染色、免疫组化染色以及X线检查等)均无明显变化；与模型组比较，观察组异位骨化形成被明显抑制。模型组及观察组MMP-9基因表达量均显著高于对照组(P<0.05)，且随时间延长呈上升趋势；TIMP-1基因表达量均显著低于对照组(P<0.05)，且随时间延长呈下降趋势。与模型组比较，观察组术后各时间点MMP-9表达量均明显降低(P<0.05)，TIMP-1表达量均明显升高(P<0.05)。与模型组比较，观察组术后各时间点Smad7蛋白含量均明显增加，p-Smad3蛋白含量均明显减少。
结论50 Hz、1 mT正弦交变电磁场干预对HO大鼠模型具有明确的抗异位骨化效应，其作用机制可能与促进Smad7表达，阻止Smad3磷酸化，从而抑制转化生长因子-β(TGF-β)/Smad信号转导通路，促进MMP-9/TIMP-1重新恢复动态平衡有关。