不同强度运动对大鼠膝关节软骨MMP-3、COL-Ⅱ、TIMP-3表达的影响

 目的 比较不同强度跑台运动对大鼠膝关节软骨MMP-3、COL-Ⅱ、TIMP-3基因及蛋白表达的影响。方法 8周龄雄性SD大鼠24只，随机分为高强度运动组、低强度运动组和对照组。运动组动物按照既定的运动处方在动物跑台上进行运动训练，6周后处死所有实验动物取材。采用COL-Ⅱ免疫组化染色观察膝关节标本COL-Ⅱ染色的平均光密度值，采用RT-RCR技术检测各组大鼠软骨MMP-3 mRNA、COL-Ⅱ mRNA及TIMP-3 mRNA表达，采用Western blot技术检测各组大鼠软骨MMP-3、COL-Ⅱ及TIMP-3蛋白的表达。结果 COL-Ⅱ免疫组化检测显示高强度运动组光密度值最低，且与低强度运动组和对照组的差异有统计学意义。随着运动强度的增加，MMP-3与COL-Ⅱ的mRNA表达水平上调，而TIMP-3的mRNA表达水平下调。虽然随着运动强度的增加，MMP-3和COL-Ⅱ的蛋白表达水平增高，TIMP-3的蛋白表达水平下降，但在高强度运动组COL-Ⅱ的蛋白表达却较低强度运动组降低，同时MMP-3的蛋白水平明显升高。结论 一定程度的运动强度会在基因转录水平调节MMP-3、COL-Ⅱ及TIMP-3的表达，使软骨基质的代谢处于活跃状态，但运动强度过大可能通过MMP-3的降解作用降低COL-Ⅱ蛋白水平的表达。适度的运动有利于关节软骨基质成分的更新，超负荷运动可能通过影响软骨基质的合成导致关节的退变。