基質(zhì)金屬蛋白酶家族在骨關(guān)節(jié)炎軟骨組織中表達的研究

1、DOC格式論文，方便您的復(fù)制修改刪減基質(zhì)金屬蛋白酶家族在骨關(guān)節(jié)炎軟骨組織中表達的研究（作者:_單位: _郵編: _） 作者：王玉彬，陳安民，郭風(fēng)勁，夏玉軍 【摘要】 目的觀察骨關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)軟骨中MMP7、MMP9、MMP13和TIMP1的表達，探討其與軟骨退變的關(guān)系及可能的作用機制。方法選取20例因骨關(guān)節(jié)炎行關(guān)節(jié)置換的軟骨組織，常規(guī)HE染色觀察其組織學(xué)形態(tài)，ABC免疫組化法觀察關(guān)節(jié)軟骨MMP7、MMP9、MMP13和TIMP1的表達，2例因意外受傷截肢患者的正常膝關(guān)節(jié)軟骨標(biāo)本作為對照。統(tǒng)計采用MannWhitney U非參數(shù)檢驗及相關(guān)分析。結(jié)果骨關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)軟骨出現(xiàn)裂隙、纖維化，軟骨細胞增多、排列

2、紊亂，并出現(xiàn)大量簇聚軟骨細胞和肥大軟骨細胞。MMP7和MMP13在正常軟骨全層均呈低表達，但在退變軟骨中的表達則明顯增多，光密度值行U檢驗，兩組差異有顯著性(P0.01)。在正常與OA軟骨的淺層，MMP9和TIMP1的表達無顯著性差異(P0.05)；但在深層軟骨中，OA軟骨MMP9和TIMP1的表達較正常軟骨明顯增多，兩組差異有顯著性(P0.01)。結(jié)論MMP7，13在OA軟骨全層表達均多于正常軟骨；MMP9，13僅在OA軟骨深層出現(xiàn)過多表達。MMPs與TIMPs的失衡是導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨發(fā)生組織學(xué)退變的原因之一。 【關(guān)鍵詞】 MMP7； MMP9； MMP13； TIMP1； 骨關(guān)節(jié)炎 本研究通過

3、觀察MMP7、MMP9、MMP13和TIMP1在骨關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis，OA)和正常軟骨中的表達及改變，探討基質(zhì)金屬蛋白酶及其抑制劑在OA發(fā)病中的作用，為OA病因研究提供實驗依據(jù)。 1 材料與方法 1.1 臨床資料 OA患者共計20例，年齡在4672歲，其中男性9例，女性11例。OA病人均符合Altman等1的OA診斷標(biāo)準(zhǔn)。分別行人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)及全臏切除術(shù)，術(shù)中留取關(guān)節(jié)軟骨。對照組為因意外受傷截肢患者2例(男女各1例)，年齡分別為23歲和28歲，無OA病史，術(shù)中取正常關(guān)節(jié)軟骨。 1.2 研究方法 手術(shù)后1 h內(nèi)，關(guān)節(jié)軟骨用生理鹽水沖洗，切成1.0 cm×0.8 cm

4、×0.5 cm小塊，用10中性多聚甲醛固定，常規(guī)石蠟包埋，5 m切片。一部分切片行HE染色，光鏡下觀察關(guān)節(jié)軟骨軟骨細胞的組織形態(tài)。一部分切片行免疫組化ABC法染色，光鏡下選取不同視野觀察并照相，運用顯微圖像分析系統(tǒng)測定軟骨組織中MMP7、MMP9、MMP13和TIMP1的平均光密度值。 1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 10.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)處理，計量資料用x-±s表示。用Mann Whitney U非參數(shù)檢驗。 2 結(jié)果 2.1 HE染色結(jié)果 OA早期關(guān)節(jié)軟骨有小裂隙，少量簇聚的軟骨細胞和單個肥大的軟骨細胞，潮線斷裂，或出現(xiàn)雙重潮線。中期有裂隙深達中、深層，細胞致密，核膜

5、不清，排列紊亂，有大量簇聚軟骨細胞和肥大軟骨細胞。后期軟骨有深至軟骨下骨的裂隙，表層不完整甚至缺失，軟骨下骨外露，有骨贅或象牙骨形成；細胞少，排列無層次感，有大量簇聚軟骨細胞，潮線消失；基質(zhì)染色明顯不均，細胞的電子密度明顯增加，胞核、胞質(zhì)結(jié)構(gòu)無法辨認，可見核固縮，碎裂或溶解，可見壞死軟骨細胞。 2.2 免疫組化染色檢測結(jié)果 MMP7、MMP9、MMP13和TIMP1免疫組化染色檢測結(jié)果見表14。表1 MMP-7免疫組化染色的ABSORBANCE值結(jié)果（略）*與正常軟骨相比差異有顯著性（P0.01）表2 MMP-9免疫組化染色的ABSORBANCE值結(jié)果（略）*與正常軟骨相比差異有顯著性（P0.

6、01）表3 MMP-13免疫組化染色的ABSORBANCE值結(jié)果（略）*與正常軟骨相比差異有顯著性（P0.01）表4 TIMP-7免疫組化染色的ABSORBANCE值結(jié)果（略）*與正常軟骨相比差異有顯著性（P0.01） 3 討論 導(dǎo)致OA患者膝關(guān)節(jié)軟骨細胞的改變的原因有很多，歸結(jié)起來大致有以下幾種因素：即肥胖、運動不當(dāng)、氣候不佳和不良的生活習(xí)慣等外界因素，內(nèi)分泌紊亂，損傷，免疫學(xué)異常，細胞凋亡，細胞因子及酶的作用等2、3。當(dāng)關(guān)節(jié)軟骨受損后，膠原纖維所形成的“網(wǎng)狀拱形結(jié)構(gòu)”受到破壞，受壓的軟骨細胞則出現(xiàn)退行性變，大量簇聚軟骨細胞、肥大軟骨細胞產(chǎn)生；到后期隨著軟骨細胞受壓的繼續(xù)加重，軟骨內(nèi)環(huán)境的持

7、續(xù)性惡化，甚至出現(xiàn)軟骨細胞的壞死。 在正常軟骨中，軟骨細胞會把合成的大量II型膠原、蛋白多糖(PG)等物質(zhì)分泌到細胞外基質(zhì)(ECM)中，構(gòu)成細胞外纖維網(wǎng)架，給細胞提供支持與保護4。這些物質(zhì)最終在基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)的作用下降解。當(dāng)軟骨受損后，軟骨細胞所產(chǎn)生的MMPs的量發(fā)生了改變，導(dǎo)致了ECM的產(chǎn)生與降解之間的平衡被打破，ECM被大量降解，軟骨細胞周圍的環(huán)境和膠原網(wǎng)絡(luò)遭到了破壞，從而導(dǎo)致OA的發(fā)生。已知MMPs有10余種，主要可分為膠原酶(MMP1，8，13)，基質(zhì)溶解素(MMP3，7，10，11)5，明膠酶(MMP2，9)等亞家族，不同的MMPs對ECM不同組分降解的特異性有所不同。M

8、MPs的特異性抑制因子為TIMPs(Tissue lnhibitor of Matrix Metalloproteinases)，已報道的有4種，其中TIMP 1主要抑制MMP1、MMP3、MMP9，它能與MMP9的酶原通過每個分子的羧基端形成一種分泌絡(luò)合物，從而抑制其活性。 研究發(fā)現(xiàn)，正常情況下MMP13只在表層軟骨細胞中有表達；而在骨關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)軟骨中，MMP13不僅僅是在表層，甚至在中層以及深層的簇積軟骨細胞中均有較正常關(guān)節(jié)軟骨細胞的過量表達。龍厚清6的研究也說明，膠原酶在OA軟骨中出現(xiàn)的異常性表達增多，促進了軟骨組織中膠原的降解，尤其是型膠原。同時發(fā)現(xiàn)MMP7的表達也明顯增多，其表達部位

9、與MMP13相同。雖然MMP9在OA軟骨中的表達亦出現(xiàn)了一定程度的增高，但其增多的幅度低于MMP7與MMP13，僅在軟骨的深層出現(xiàn)過度表達。對照出MMP7，MMP13與MMP9表達增多的不同步性，相對于MMP9而言，MP7和MMP13更能夠反映OA的病理性改變，可作為OA軟骨檢測的標(biāo)志性酶。 實驗發(fā)現(xiàn)TIMP1雖然在OA軟骨的深層出現(xiàn)了過量表達，但與MMPs的升高并不同步，相對MMPs仍呈低量表達。在正常關(guān)節(jié)軟骨中MMPs和TIMPs的分泌水平保持平衡，TIMP1基本分泌量對維持關(guān)節(jié)軟骨的完整性具有重要作用。但在OA軟骨中，由于TIMP1的相對表達量少于MMPs，這就使得MMP7，9，13的降

10、解作用過分發(fā)揮，所對應(yīng)的ECM組分過量降解，促進軟骨退變。 OA患者關(guān)節(jié)軟骨的損害是基質(zhì)金屬蛋白酶與細胞因子等因素共同作用的結(jié)果。在OA早期，TIMPs的分泌量與MMPs的量大致相等，軟骨試圖進行自我修復(fù)，這是一個較為漫長的過程。但是由于治療不及時，軟骨的負重未得到及時解除，軟骨細胞的損傷繼續(xù)加劇，更多的軟骨細胞出現(xiàn)退行性改變，導(dǎo)致大量的分解性細胞因子的表達。到OA晚期，由于軟骨細胞大量損傷、死亡，軟骨細胞的量大大減少，分解性細胞因子和MMPs的量會出現(xiàn)相應(yīng)的減少，但損傷依然繼續(xù)。 【參考文獻】 1 孫天威，安榮澤，史可中,等.MMP7在骨關(guān)節(jié)炎中的表達J.貴州醫(yī)藥,2002,26(2). 2 謝丹.關(guān)節(jié)軟骨細胞凋亡與骨性關(guān)節(jié)炎的相關(guān)機制J.現(xiàn)代康復(fù)，2001,5(5)：111. 3 司全明,侯筱魁,唐敏,等.關(guān)節(jié)內(nèi)骨折后受損軟骨細胞凋亡的實驗研究J.中國矯形外科雜志,2002,9(7):675677. 4 Pelletier JP,LascauComan VJ,Jovanovic D，et al.Selective inhibition of inducible nitric oxide synthase in experimental oateoarthritis is associated with reduction intissue le