MMP-1、MMP-3、MMP-13在兔骨關(guān)節(jié)炎軟骨及滑膜中的表達(dá)

呂偉時劍輝崔巍單靜

【摘要】目的 觀察MMPs各亞型在兔前交叉韌帶切斷的骨關(guān)節(jié)炎模型中的表達(dá)。方法 將35只日本大耳白兔右膝行ACLT，對側(cè)作為空白對照。另取5只日本大耳白兔僅行右膝關(guān)節(jié)切開術(shù)作為假手術(shù)組。結(jié)果 ACLT組關(guān)節(jié)軟骨和滑膜中MMP-1、MMP-3、MMP-13早期均為高表達(dá)，中晚期表達(dá)趨勢不同。假手術(shù)組及空白對照組軟骨及滑膜中幾乎不表達(dá)MMP-1、MMP-3及MMP-13。結(jié)論 MMPs在OA的發(fā)病機制中有重要作用，MMPs各亞型在OA進(jìn)程中的表達(dá)各不相同，滑膜在OA的發(fā)生過程中早期有降解軟骨的作用。

【關(guān)鍵詞】骨關(guān)節(jié)炎；基質(zhì)金屬蛋白酶；兔

作者單位：150030黑龍江省醫(yī)院住院處手術(shù)室黑龍江衛(wèi)生廳科研課題（2013370）

骨關(guān)節(jié)炎（OA）作為一類退行性質(zhì)的關(guān)節(jié)病，有著進(jìn)行性軟骨退變，伴隨增生骨膜、形成骨贅，改變軟骨下骨的特征［1］。到目前為止，其發(fā)病機理還沒有得到明確。

有關(guān)軟骨降解的機制現(xiàn)今已得到深入研究，而MMP因為能降解幾乎所有的軟骨基質(zhì)而被認(rèn)為其在骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病過程中擔(dān)任著重要的角色。

1　材料與方法

1.1動物模型的建立

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院動物實驗中心提供的日本大耳白兔35只，雌雄不限，體重2.0～2.5 kg，用10%水合氯醛（300 mg/kg）腹腔注射麻醉后，隨機選取25只行右膝前交叉韌帶切斷術(shù)（ACLT），對側(cè)作為空白對照組。另5只行右膝關(guān)節(jié)切開術(shù)作為假手術(shù)組。所有白兔術(shù)后單籠飼養(yǎng)，允許自由活動，同時使用頭孢唑啉500 mg腹腔注射，每日一次，連續(xù)3 d。分別于造模手術(shù)后1、2、4、8、12、16周隨機處死ACLT組各5只白兔。對照組5只則于手術(shù)后16周處死。標(biāo)本以10%福爾馬林固定，行HE染色和甲苯胺藍(lán)染色。采用ELISA法測定MMP-1、MMP-3及MMP-13。

1.2統(tǒng)計學(xué)分析

使用SPSS 13.0軟件，各時間點MMP-1、MMP-3和MMP-13的含量用t檢驗，以P<0.01為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1MMP-1、MMP-13 在軟骨細(xì)胞及滑膜中的表達(dá)（μg/L）

ACLT組關(guān)節(jié)軟骨中MMP-1在早期（1周）是高表達(dá)（208.37±9.55），中（8周）、晚期（16周）的表達(dá)顯著降低，分別為（87.36±6.36），（45.32±4.32）；MMP-3在早期表達(dá)高于對照組，隨時間的延長而上調(diào)，1周為（67.46±3.56），8周為（134.64±5.28），16周為（249.64±6.25）；MMP-13在早期即有很高的表達(dá)，呈下調(diào)的趨勢， 1周為（189.33±4.37），8周為（143.76±3.32），16周為（118.38±4.35）。ACLT組滑膜中MMP-1，1周為（560.39±10.32），8周為（273.35±10.32），16周為（105.24±6.32），MMP-3，1周為（154.54±7.37），8周為（89.36±5.33），16周（49.36±5.35）、MMP-13，1周為（480.25±10.34），8周為（205.35±9.63），16周為（82.35±5.36）早期均為高表達(dá)，均為下調(diào)趨勢。各時間點的軟骨細(xì)胞及滑膜中MMP-1、MMP-3和MMP-13含量差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.01）。空白對照組及假手術(shù)組軟骨及滑膜中幾乎不表達(dá)MMP-1、MMP-3 及MMP-13。

3　討論

對于正常軟骨來說，軟骨細(xì)胞分泌到細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）中的蛋白多糖等物質(zhì)作為細(xì)胞的支撐力量會被基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）平衡降解，但如果是受損的軟骨，將會產(chǎn)生大量的MMPs，這樣一來，會破壞上述的分泌和降解平衡，于是，軟骨的支撐力量也嚴(yán)重不足，進(jìn)而使得OA不可避免［2］。一般來說，軟骨降解的原因就是軟骨細(xì)胞外基質(zhì)的降解引起的，而MMPs又是其降解的源頭，而在這整個過程當(dāng)中，不僅因為軟骨細(xì)胞分泌的MMPs，滑膜扮演的角色也不可忽視。

骨關(guān)節(jié)炎有著不同程度的滑膜炎，也被認(rèn)為是在軟骨降解之后。當(dāng)伴隨滑膜炎時，對于致使軟骨基質(zhì)降解的蛋白酶來說，會迅速的進(jìn)行合成，使得軟骨基質(zhì)被進(jìn)行降解。最近幾年的很多研究指出［3-4］，在骨關(guān)節(jié)病的發(fā)生過程以及發(fā)展階段中，滑膜炎的相關(guān)反應(yīng)有著重要的作用。在OA的發(fā)生早期，因為滑膜伴隨的增生現(xiàn)象以及纖維化，炎癥介質(zhì)和MMPs的分泌，是致使OA發(fā)病的主要因子，而伴隨著不斷發(fā)展的OA，滑膜一直在其病理過程中貫穿。

本次研究發(fā)現(xiàn)，對于兔膝關(guān)節(jié)OA關(guān)節(jié)軟骨MMP-1的表達(dá)來說，伴隨延長的時間呈現(xiàn)降低的趨勢。MMP-1在OA早期有著較高的表達(dá)，但在其中晚期表達(dá)卻不斷降低，在第8周的時候就降到很低，早期晚期表達(dá)差異顯著（P<0.01）。這就充分說明，MMP-1的作用在OA早期，在其后的進(jìn)展中作用不大。MMP-3有著與MMP-1完全相反的發(fā)展趨勢，這也充分表明，MMP-3在OA其后的進(jìn)展中有著持續(xù)的作用。對于MMP-13的表達(dá)來說，也呈現(xiàn)降低趨勢，基本和MMP-1表達(dá)相仿，但表達(dá)下降的趨勢和MMP-1相比相對緩慢，到第8周時水平還相對較高，到16周時，和對照組相比，還具有相對較高的表達(dá)，這也充分說明，MMP-13 在OA的早期、中期、晚期都有著一定作用，早期作用較為顯著。對于滑膜的三類MMPs表達(dá)來說，也呈現(xiàn)出一直的下降趨勢，但是卻有著不同的下降幅度。在8周之前，表達(dá)都處于較高的水平，在8周到16周之間，MMP-3有著較為平緩的趨勢，而另外兩者下降顯著。如此說明滑膜的三類MMPs在早期的作用較為明顯。

綜上所述，MMPs在OA的發(fā)病機制中有重要作用，MMPs各亞型在OA進(jìn)程中的表達(dá)各不相同?；ぴ贠A的發(fā)生過程中早期即有降解軟骨的作用，而不僅僅是繼發(fā)的滑膜炎。

參考文獻(xiàn)

［1］湯繼文，劉新宇.骨關(guān)節(jié)病的診治［J］.山東醫(yī)藥，2000，40 （15）：43-44.

［2］李保馳，王維山，董金波. MMP-3、MMP-13在骨性關(guān)節(jié)炎患者滑膜中的表達(dá)及意義［J］.中國骨質(zhì)疏松雜志，2014（6）：593-596，697.

［3］林木南，劉獻(xiàn)樣.骨性關(guān)節(jié)炎中細(xì)胞因子的協(xié)同效應(yīng)［J］.福建中醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2006，16（2）：69-70.

［4］中華醫(yī)學(xué)會骨科學(xué)分會.骨關(guān)節(jié)炎診治指南（2007年版）［J］.中華骨科雜志，2007，27（10）：793-796.

Expression of MMP-1， MMP-3 and MMP-13 in Articular Cartilage and Synovial Membrane of Rabbits

LV WeiSHI JianhuiCUI WeiSHAN JingOperation room， Heilongjiang province Hospital，Harbin 150030，China

【Abstract】

Objective To study the expression of MMPs in the model of osteoarthritis of the anterior cruciate ligament in rabbits. Methods 35 Japanese white rabbits right knee was ACLT， and the other side was control. Another 5 rabbits underwent right knee incision as sham operation group. Results MMPs in the articular cartilage and synovial membrane of the ACLT group were highly expressed， and the expression of the middle and late stage was different.And in the other two groups，there were almost no expression. Conclusion MMPs plays an important role in the pathogenesis of OA，the expression of MMPs isoforms in the OA process is different，In the early stage of OA， the function of the synovial membrane is degraded.

【Key words】OA，MMP，Rabbit

doi：10.3969/j.issn.1674-9316.2015.23.140

【中圖分類號】R684.3

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B

【文章編號】1674-9316（2015）23-0191-02