维药买朱尼含药血清影响大鼠关节软骨细胞基质金属蛋白酶1及其组织抑制因子1的表达

背景:基质金属蛋白酶1及其组织抑制因子1的失衡是骨关节炎软骨降解的关键.目的:观察维药买朱尼对白细胞介素1β诱导的大鼠关节软骨细胞基质金属蛋白酶1及其组织抑制因子1表达的影响.方法:从1周龄SD大鼠关节中分离培养原代软骨细胞,鉴定后选用第2代细胞随机分为正常对照组、模型组、买朱尼组.模型组和买朱尼组用10 μg/L的白细胞介素1β干预24 h后,买朱尼组在此基础上加入体积分数10%的买朱尼含药血清,模型组加入正常大鼠血清,继续培养12,24,48 h进行实验.结果与结论:各组细胞培养48 h,RT-PCR检测发现体积分数10%的买朱尼含药血清可上调软骨细胞基质金属蛋白酶组织抑制因子1 mRNA的表达同时抑制基质金属蛋白酶1 mRNA的表达,但此作用在细胞培养的24,36 h时不明显.同时免疫荧光细胞化学染色也显示买朱尼含药血清可促进软骨细胞基质金属蛋白酶组织抑制因子1的表达.说明买朱尼可以调节白细胞介素1β诱导的大鼠关节软骨细胞基质金属蛋白酶1及其组织抑制因子1的表达,且此作用具有时间依赖性.     

维药买朱尼对关节软骨前炎性因子的影响

背景：骨关节炎病理过程中,白细胞介素1β被认为是促进软骨基质降解和关节软骨破坏的最重要的细胞因之一。目的：观察白细胞介素113在关节软骨中的表达,并观察维药买朱尼对其的影响。方法：将40只SD大鼠随机数字表法随机等分为模型对照组、维药买朱尼组、假手术组、正常对照组。模型对照组和维药买朱尼组采用改良Hulth造模法建立大鼠膝骨关节炎模型,假手术组仅显露膝关节,不切断韧带,不切除内侧半月板。维药买朱尼组建模第2周开始灌胃维药买朱尼10．31mg／（kg·d）,模型组及假手术组大鼠均灌服等量生理盐水,连续4周。结果与结论：模型组软骨退变程度明显重于维药买朱尼组,模型组软骨大体评分及Mankin评分均明显高于维药买朱尼组（P〈0．05）,模型组软骨细胞白细胞介素1β的表达强度亦明显高于维药买朱尼组（P〈0．05）。与正常对照组比较,假手术组软骨大体评分、Mankin评分及软骨细胞白细胞介素1β差异无显著性意义（P〉0．05）。结果说明,维药买朱尼可以抑制关节软骨前炎性因子白细胞介素1β的表达。     

基质金属蛋白酶在骨关节炎中的作用

骨关节炎（osteoarthritis,OA）是一种以关节软骨退行性变为主要病理特征的慢性进行性骨关节疾病,是所有关节性疾病中最常见的一种,其患病率随着年龄的增长而增长,年龄超过65岁的人有80％受其影响,在世界范围内有13．5亿的人们受到该病的影响。但OA的发病机制至今仍未明确,临床诊断缺乏有效的指标。近年研究发现,OA关节软骨细胞外基质合成与降解失衡是造成变性的重要原因之一。     

基质金属蛋白酶和胶原在创伤关节软骨组织中的表达

背景:研究发现,基质金属蛋白酶和胶原参与关节软骨组织机体生理重建及病理破坏.目的:观察膝关节骨软骨缺损及表面软骨缺损动物模型关节软骨组织中胶原及基质金属蛋白酶的表达变化.方法:雌性SD大鼠48只随机分为3组:骨软骨缺损组在双膝关节制作骨软骨缺损模型,表面缺损组在双膝关节制作表面软骨缺损,对照组双膝关节制作关节囊切开.分别于术后4、8、12周取股骨髁标本,行苏木精-伊红染色,免疫组化检测Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、基质金属蛋白酶3的表达.结果与结论:骨软骨缺损组术后4周缺损中有少量新生组织生成,8及12周可见到纤维组织填充,修复组织细胞外基质Ⅰ型胶原免疫组化染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阴性,关节软骨组织中基质金属蛋白酶3表达增高.表面缺损组表面软骨缺损4及8周未见修复迹象,12周可见微量纤维组织填充,细胞外基质Ⅰ型胶原免疫组化染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阴性,术后表面缺损组关节软骨组织基质金属蛋白酶3表达增高.对照组关节软骨组织Ⅰ型胶原免疫组化染色阴性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性,基质金属蛋白酶3低表达,无形态学异常改变.说明机械性损伤可以导致关节软骨细胞外基质成分发生改变,丧失其原有的生物学特性而退变,基质金属蛋白酶3在损伤后的软骨组织中表达增高,使细胞外基质的降解增加,是导致关节软骨退变的重要因素.     

骨关节炎时内源性细胞因子及基质金属蛋白酶抑制因子1对关节软骨的影响

背景:研究发现,细胞因子通过影响关节软骨基质的分解代谢和合成代谢的平衡来参与骨关节炎的形成,其中白细胞介素1β、基质金属蛋白酶抑制因子1在其中起重要作用。目的:观察内源性细胞因子白细胞介素1β及基质金属蛋白酶抑制因子1与骨关节炎关节软骨退变的关系。方法:纳入2006-06/2009-09于哈尔滨医科大学附属第五医院就诊的原发性骨关节炎患者37例,在患者行关节镜检时抽取关节液及分离平滑光亮的滑膜组织。另取10例正常关节液标本及平滑光亮的滑膜组织标本作为对照。结果与结论:ELISA法检测结果显示骨关节炎患者关节液和滑膜组织中白细胞介素1β、基质金属蛋白酶抑制因子1水平均显著高于正常水平,且患者骨关节炎越严重,关节液和滑膜组织中白细胞介素1β、基质金属蛋白酶抑制因子1的水平越高。说明关节液中白细胞介素1β、基质金属蛋白酶抑制因子1水平与骨关节炎、关节软骨退变有关。     

基质金属蛋白酶和胶原在创伤关节软骨组织中的表达

背景：研究发现,基质金属蛋白酶和胶原参与关节软骨组织机体生理重建及病理破坏。目的：观察膝关节骨软骨缺损及表面软骨缺损动物模型关节软骨组织中胶原及基质金属蛋白酶的表达变化。方法：雌性SD大鼠48只随机分为3组：骨软骨缺损组在双膝关节制作骨软骨缺损模型,表面缺损组在双膝关节制作表面软骨缺损,对照组双膝关节制作关节囊切开。分别于术后4、8、12周取股骨髁标本,行苏木精-伊红染色,免疫组化检测Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、基质金属蛋白酶3的表达。结果与结论：骨软骨缺损组术后4周缺损中有少量新生组织生成,8及12周可见到纤维组织填充,修复组织细胞外基质Ⅰ型胶原免疫组化染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阴性,关节软骨组织中基质金属蛋白酶3表达增高。表面缺损组表面软骨缺损4及8周未见修复迹象,12周可见微量纤维组织填充,细胞外基质Ⅰ型胶原免疫组化染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阴性,术后表面缺损组关节软骨组织基质金属蛋白酶3表达增高。对照组关节软骨组织Ⅰ型胶原免疫组化染色阴性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性,基质金属蛋白酶3低表达,无形态学异常改变。说明机械性损伤可以导致关节软骨细胞外基质成分发生改变,丧失其原有的生物学特性而退变,基质金属蛋白酶3在损伤后的软骨组织中表达增高,使细胞外基质的降解增加,是导致关节软骨退变的重要因素。     

基质金属蛋白酶13在骨关节炎中的研究进展

骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是最常见的关节炎形式,通常以关节疼痛和功能障碍为主要表现,严重影响患者的生活质量。OA主要是退行性病变,多发于60岁以上的老年人,随着我国逐步进入老龄化社会,骨关节炎越来越受到关注。已有大量实验证明基质金属蛋白酶13(matrix metalloproteinase-13,MMP-13)可以强有力的降解软骨基质的主要成分—II型胶原,除此之外,MMP-13还可降解软骨基质中的蛋白多糖、IV型和IX型胶原蛋白、骨粘连蛋白及软骨基底膜聚糖,在OA的发生发展中起到重要作用,近几年许多关于MMP-13抑制剂的研究给OA的治疗带来了新希望。本综述将近几年MMP-13及其在骨关节炎方面的研究进展进行总结,希望能对此方面的研究人员起到参考作用。     

基质细胞衍生因子1对骨关节炎软骨Ⅱ型胶原及分泌基质金属蛋白酶的影响

背景:基质细胞衍生因子1/趋化因子受体4信号通路在骨关节炎的发病中起关键作用。目的:观察外源性基质细胞衍生因子1对骨关节炎软骨Ⅱ型胶原及分泌基质金属蛋白酶的影响。方法:分别取因骨关节炎行膝关节置换患者软骨组织块40块,作为实验组;取因创伤性截肢患者膝关节的正常软骨块40块,作为对照组;置入DMEM培养液中,加入79,392μg/L外源性基质细胞衍生因子1,分别培养48h和96h。结果与结论:实验组与对照组培养48,96h后,各时间段Ⅱ型胶原免疫组织化学染色皆呈阳性,但高浓度基质细胞衍生因子1培养液条件下时间越长Ⅱ型胶原降解越严重;实验组与对照组同一时间段同浓度基质细胞衍生因子1培养液条件下基质细胞衍生因子1水平无明显差异(P>0.05);高浓度基质细胞衍生因子1培养液条件下同一时间段实验组比对照组中促使软骨释放基质金属蛋白酶多(P<0.05)。提示基质细胞衍生因子1可通过基质细胞衍生因子1/趋化因子受体4信号通路调节骨关节炎软骨基质金属蛋白酶表达并致软骨Ⅱ型胶原降解。     

缺血再灌注后关节软骨中金属基质蛋白酶-3／组织抑制剂-1比例变化与关节软骨损伤的关系

目的：探讨缺血再灌注后关节软骨中金属基质蛋白酶-3／组织抑制剂-1(MMP-3／TIMP-1)比例变化与软骨破坏、关节功能障碍的因素。方法：采用大鼠后肢股动脉夹闭的方法模拟缺血再灌注的动物模型，用Wistar大鼠40只，随机分成正常对照组(NG)、肢体单纯缺血组(IG)和缺血再灌注组(IR)。运用免疫组化技术，分别测定TIMP-1和MMP-3在关节软骨中不同时相的表达变化并进行半定量分析，观察关节软骨病理改变及蛋白多糖(PC)的变化。结果：缺血再灌注后，关节软骨中的MMP-3和TIMP-1表达均有增加。但MMP-3增加的幅度大于TIMP，导致MMP-3／TIMP-1比值增大，与再灌注后引起的关节软骨损伤相关。结论：MMP／TIMP的失平衡表达是导致缺血再灌注后关节软骨损伤的重要因素。     

维药买朱尼对大鼠关节软骨细胞Wnt/β-catenin信号通路的调控

目的研究维药买朱尼对退变软骨细胞中Wnt/β-catenin通路的调控作用。方法从1周龄SD大鼠关节中分离培养原代软骨细胞,采用人白细胞介素1β诱导软骨细胞退变。取第2代退变软骨细胞,分为对照组、模型组和维药组,采用CCK-8方法检测细胞增殖状况;采用实时荧光定量PCR和免疫印迹法检测Wnt/β-catenin通路中Wnt-3a、β-catenin、GSK-3β的表达水平。结果与对照组相比,模型组中软骨细胞增值速率减慢(P0.05)。采用维药买朱尼刺激后,软骨细胞的增殖速度显著加快(P0.05)。Wnt-3a、β-catenin和GSK-3β在模型组中表达显著增强(P0.05),维药买朱尼能降低Wnt-3a、β-catenin和GSK-3β的表达水平(P0.05)。结论维药买朱尼能通过调节Wnt/β-catenin通路来发挥其保护关节软骨细胞的作用。     

创伤性关节炎软骨中基质金属蛋白酶13及组织特异性抑制剂1的表达

背景:关节软骨损伤后继发性退变机制仍不十分清楚。近年研究发现关节软骨细胞外基质合成与降解失衡是造成软骨变性的重要原因之一,其中基质金属蛋白酶可能起决定性的作用。目的:观察基质金属蛋白酶13及其组织特异性抑制剂1在创伤性关节炎中的表达及与软骨退变的关系。方法:将新西兰兔分别用骨水泥制作的模具从1.33kg,46cm高度和0.43kg,20cm高度进行自由落体撞击制备轻型和重型撞击创伤性关节炎兔模型。结果与结论:苏木精-伊红染色和免疫组织化学染色结果显示,基质金属蛋白酶13和组织特异性抑制剂1在两组均增高(P<0.05)。组织特异性抑制剂1在重型撞击创伤性关节炎模型兔软骨组织中的分泌明显高于轻型撞击组(P<0.05)。说明关节软骨在创伤后,基质金属蛋白酶13及组织特异性抑制剂1表达上调,共同作用促进了关节软骨退变,其中组织特异性抑制剂1的过量表达可能是造成关节软骨进一步损害的原因之一。     

创伤性关节炎软骨中基质金属蛋白酶13及组织特异性抑制剂1的表达

背景：关节软骨损伤后继发性退变机制仍不十分清楚。近年研究发现关节软骨细胞外基质合成与降解失衡是造成软骨变性的重要原因之一,其中基质金属蛋白酶可能起决定性的作用。目的：观察基质金属蛋白酶13及其组织特异性抑制剂1在创伤性关节炎中的表达及与软骨退变的关系。方法：将新西兰兔分别用骨水泥制作的模具从1.33kg,46cm高度和0.43kg,20cm高度进行自由落体撞击制备轻型和重型撞击创伤性关节炎兔模型。结果与结论：苏木精-伊红染色和免疫组织化学染色结果显示,基质金属蛋白酶13和组织特异性抑制剂1在两组均增高（P〈0.05）。组织特异性抑制剂1在重型撞击创伤性关节炎模型兔软骨组织中的分泌明显高于轻型撞击组（P〈0.05）。说明关节软骨在创伤后,基质金属蛋白酶13及组织特异性抑制剂1表达上调,共同作用促进了关节软骨退变,其中组织特异性抑制剂1的过量表达可能是造成关节软骨进一步损害的原因之一。     

骨性关节炎模型大鼠关节软骨变化及透骨消痛胶囊干预的作用

背景：透骨消痛胶囊是治疗骨性关节炎的临床验方,作用机制尚未完全阐明。尿激酶型纤溶酶原激活系统参与关节软骨的细胞外基质降解及关节滑膜增生,在骨性关节炎的病理过程中起着重要作用。目的：观察透骨消痛胶囊对膝骨性关节炎模型大鼠软骨中尿激酶型纤溶酶原激活系统的影响。方法：SD大鼠144只,随机取120只采用关节腔注射木瓜蛋白酶复制大鼠膝骨性关节炎模型,并随机分为模型组、壮骨关节丸组[1.2 g/（kg·d）]、透骨消痛胶囊低剂量组[0.092 g/（kg·d）]、透骨消痛胶囊中剂量组[0.184 g/（kg·d）]和透骨消痛胶囊高剂量组[0.368 g/（kg·d）],每组24只,每2周为1个疗程,中间休息2 d,共4个疗程。另取24只正常大鼠为空白组。每2个疗程后,处死一批实验动物,苏木精-伊红染色观察软骨组织病理改变;免疫组织化学反应观察尿激酶型纤溶酶原激活剂、尿激酶型纤溶酶原激活剂受体、纤溶酶原激活物抑制因子阳性表达情况;Western blot检测尿激酶型纤溶酶原激活剂、尿激酶型纤溶酶原激活剂受体、纤溶酶原激活物抑制因子蛋白表达情况。结果与结论：透骨消痛胶囊组和壮骨关节丸组的骨性关节炎大鼠关节软骨 Mankin’s 评分较模型组明显降低（P 〉0.01）,具有时间依赖;免疫组织化学反应显示,透骨消痛胶囊组和壮骨关节丸组尿激酶型纤溶酶原激活剂、尿激酶型纤溶酶原激活剂受体的阳性率明显降低,而纤溶酶原激活物抑制因子明显升高,具有时间依赖。Western blot检测结果与免疫组织化学具有相同的趋势。提示透骨消痛胶囊可能通过调控尿激酶型纤溶酶原激活剂系统对骨性关节炎发挥防治作用。     

缺血再灌注后关节软骨中金属基质蛋白酶-3/组织抑制剂-1比例变化与关节软骨损伤的关系

目的探讨缺血再灌注后关节软骨中金属基质蛋白酶-3/组织抑制剂-1(MMP-3/TIMP-1)比例变化与软骨破坏、关节功能障碍的因素。方法采用大鼠后肢股动脉夹闭的方法模拟缺血再灌注的动物模型,用Wistar大鼠40只,随机分成正常对照组(NG)、肢体单纯缺血组(IG)和缺血再灌注组(IR)。运用免疫组化技术,分别测定TIMP-1和MMP-3在关节软骨中不同时相的表达变化并进行半定量分析,观察关节软骨病理改变及蛋白多糖(PG)的变化。结果缺血再灌注后,关节软骨中的MMP-3和TIMP-1表达均有增加,但MMP-3增加的幅度大于TIMP,导致MMP-3/TIMP-1比值增大,与再灌注后引起的关节软骨损伤相关。结论MMP/TIMP的失平衡表达是导致缺血再灌注后关节软骨损伤的重要因素。     

Imbalance between tissue inhibitor of metalloproteinase 1 and matrix metalloproteinase 9 after cardiopulmonary resuscitation

Aims

This study aimed to determine whether (a) there was an imbalance between matrix metalloproteinase 9 (MMP-9) and tissue inhibitor of metalloproteinase 1 (TIMP-1) after cardiopulmonary resuscitation (CPR) in a canine model of prolonged ventricular fibrillation (VF); (b) with the duration of VF, the degree of the imbalance would be greater; and (c) there was a relationship between the level of MMP-9 or TIMP-1 and the cardiac function.

Methods and Results

Ventricular fibrillation was electrically induced in 24 dogs. The animals were randomly divided into 3 groups (sham control, n = 8; 8-minute VF, n = 8; 12-minute VF, n = 8). Echocardiographic measurement and hemodynamic variables were recorded before VF and after return of spontaneous circulation. Tissue inhibitor of metalloproteinase 1 (TIMP-1) and MMP-9 were analyzed by Western blot and immunohistochemistry. Compared with sham controls, dogs under VF and CPR showed significantly decreased level of TIMP-1 (P < .001), and with the duration of VF, the level of TIMP-1 declined (P < .01). The level of MMP-9 did not achieve statistical significance in the 3 groups (P > .05); however, they were higher in VF and longer duration VF groups. The ratios of TIMP-1/MMP-9 were lower in VF groups (P < .05). There was a negative correlation between TIMP-1 and left atrium dimension and left ventricular diastolic dimensions (r = −0.83 and r = −0.96, respectively; P < .01) and a positive correlation between TIMP-1 and left ventricular ejection fraction (r = 0.85; P < .01).

Conclusions

There was an imbalance between TIMP-1 and MMP-9 after CPR. It may partly contribute to the postresuscitation cardiac dysfunction.     

The proteoglycan metabolism,morphology and viability of articular cartilage treated with a synthetic matrix metalloproteinase inhibitor

Matrix metalloproteinases (MMP) are among the key enzymes responsible for the proteolytic destruction of articular cartilage during chronic rheumatic diseases. Articular cartilage is one potential target for drugs designed to inhibit the activity of MMPs in order to stop or to slow down the proteolytic destruction of the extracellular matrix of cartilage. The purpose of this study was to investigate the effect of the synthetic inhibitor of MMPs U-24522 for its ability (1) to inhibit in vitro the activity of MMP-proteoglycanases; (2) to modulate the morphology and viability of cartilage explants; and (3) to modify the biosynthesis and release of proteoglycans from articular cartilage explants. U-24522 dose-dependently inhibited the activity of MMP-proteoglycanases and significantly reduced the release of proteoglycans from interleukin-1 treated bovine articular cartilage explants when tested at concentrations ranging from 10^?4 to 10^?9 M. This hydroxamic acid derivative proved not to be harmful to chondrocyte viability and cartilage morphology. In addition, U-24522 had no effect on the rate of proteoglycan biosynthesis of interleukin-1 treated cartilage explants and increased the percentage of newly synthesized proteoglycans to form macromolecular aggregates. Thus U-24522 combines direct inhibitory potential on the activity of MMP-proteoglycanases with the inhibition of interleukin-1 stimulated proteoglycan loss from articular cartilage explants without affecting the morphology, viability and biosynthesis of proteoglycans of bovine articular cartilage explants.     

Inhibition of cartilage and bone destruction in adjuvant arthritis in the rat by a matrix metalloproteinase inhibitor

Considerable evidence has associated the expression of matrix metalloproteinases (MMPs) with the degradation of cartilage and bone in chronic conditions such as arthritis. Direct evaluation of MMPs' role in vivo has awaited the development of MMP inhibitors with appropriate pharmacological properties. We have identified butanediamide, N4- hydroxy-2-(2-methylpropyl)-N1-[2-[[2-(morpholinyl)ethyl]-,[S- (R*,S*)] (GI168) as a potent MMP inhibitor with sufficient solubility and stability to permit evaluation in an experimental model of chronic destructive arthritis (adjuvant-induced arthritis) in rats. In this model, pronounced acute and chronic synovial inflammation, distal tibia and metatarsal marrow hyperplasia associated with osteoclasia, severe bone and cartilage destruction, and ectopic new bone growth are well developed by 3 wk after adjuvant injection. Rats were injected with Freund's adjuvant on day 0. GI168 was was administered systemically from days 8 to 21 by osmotic minipumps implanted subcutaneously. GI168 at 6, 12, and 25 mg/kg per d reduced ankle swelling in a dose-related fashion. Radiological and histological ankle joint evaluation on day 22 revealed a profound dose related inhibition of bone and cartilage destruction in treated rats relative to rats receiving vehicle alone. A significant reduction in edema, pannus formation, periosteal new bone growth and the numbers of adherent marrow osteoclasts was also noted. However, no significant decrease in polymorphonuclear and mononuclear leukocyte infiltration of synovium and marrow hematopoietic cellularity was seen. This unique profile of antiarthritic activity indicates that GI168 is osteo- and chondro-protective, and it supports a direct role for MMP in cartilage and bone damage and pannus formation in adjuvant- induced arthritis.