Sutrinamųjų kremzlių ir augimo faktorių rekonstrukcija osteoartrito patogenezėje

Dėl biotechnologijų, ypač klonavimo technologijų, pažangos neseniai augo augimo faktorių sąrašas, kuris, būdami anaboliniai faktoriai, vaidina svarbų, bet ne visiškai suprantamą vaidmenį osteoartrito patogenezėje .

Pirmoji augimo faktorių grupė, kuri bus aptarta toliau, yra IGF. Jie yra dideli kiekiai rasta serume, turi keletą bendrų savybių su insulinu. IGF-2 labiau būdingas embrioniniam vystymosi etapui, o suaugusiesiems - IGF-1. Abi šios grupės atstovai jungiasi prie I tipo IGF receptorių. Jei IGF-2, funkcija yra nežinomas, IGF-1 vertė buvo nustatyta - ji yra pajėgi stimulirvovat proteoglikanų sintezė chondrocitų ir reikšmingai slopina katabolizmo procesus kelio sąnarinių kremzlių. IGF-1 yra pagrindinis anabolinis stimulas proteoglikanų sintezei chondrocitų, esančių serume ir sinovijos skysčiuose. IGF-1 yra svarbus chondrocytų auginimo veiksnys in vitro choleremijos modelių eksperimentiniams modeliams . Manoma, kad IGF-1 pateks į sinovijos skysčio iš kraujo plazmos. Be to, įprasti chondrocytai gamina abu veiksnius - IGF-1 ir IGF-2 išraiška randama osteoartrito pacientų sinovinės membranos ir kremzlės. Normaliose kremzlėse IGF-1 neturi mitogeninių savybių, tačiau gali skatinti ląstelių proliferaciją pažeistoje matricoje, o tai rodo dalyvavimą reparatyviuose procesuose.

Biologiškai aktyvios medžiagos, skatinančios reparatūrą ir slopinti sąnarių kremzlių susilpnėjimą

• Insulinas
• Gama-interferonas
• Augimo hormonas, androgenai
• Somatomedinai (IPF-1 ir -2)
• TGF-beta (audinio augimo faktorius)
• Augimo faktorius, atsirandantis iš trombocitų
• Pagrindinis fibroblastų augimo veiksnys
• EPF
• Il-1 receptoriaus antagonistas
• TNF-a rišantys baltymai
• Metaloproteazių audinių inhibitoriai
• ₂ -makrogloʙulin
• alfa-antitripsinas
• Blusas, makroglobulin
• Pg-antichimotripsinas

IGF-1 ir IGF-2 veiksmai yra kontroliuojami įvairiais IGF-rišančiais baltymais (IGF-SB), kuriuos taip pat gamina chondrocytai. IGF-Sa gali veikti kaip užpildas, ir taip pat turi IGF-blokavimo plečiasi, gautomis iš sąnario kremzlės pacientų sosteoartrozom ląstelių gaminti sumą IGF-Sa perteklių, nurodant, kad blokavimo šiuos IGF poveikį. J. Martel-Pelletier et al (1998) parodė, kad nors IGF-1 sintezė kremzlės osteoartrito didėja šiek tiek Chondrocitai reaguoti į IGF-1 stimuliacijos. Pasirodo, šis reiškinys yra susijęs (bent jau iš dalies) su IGF-SB lygio padidėjimu. IGF-SB turi didelį afinitetą IGF ir yra svarbus jo aktyvumo biomoduliatorius. Iki šiol buvo ištirti septyni IGF-SB tipai, o IGF-SB-3 ir IGF-SB-4 reguliavimas yra svarbus osteoartritui.

Kitas augimo faktorių, turinčių skirtingą poveikį chondrocytams, kategorija apima trombocitų augimo faktorius (PDGF), FGF ir TGF-beta. Šiuos veiksnius gamina ne tik chondrocytai, bet ir aktyvuotas sinovitas. FGF turi tiek anabolines, tiek katabolines savybes, priklausomai nuo sąnario kremzlės koncentracijos ir būklės. PDGF dalyvauja išlaikant VKM sąnario kremzlės homeostazę, neturinčią akivaizdžių mitogeninių savybių. Dėl šio augimo faktoriaus žinomas gebėjimas pagerinti proteoglikanų sintezę ir sumažinti jų skilimą.

TGF-beta yra ypač svarbi, vertinant jo vaidmenį osteoartrito patogenezėje. Jis yra didelio TGF superfamilio narys, turintis bendras funkcines ir signalizavimo savybes su naujai atrasti augimo faktoriai BMP (kaulų morfogeneziniai baltymai).

TGF-beta - tai pleiotropic faktorius: iš vienos pusės, ji turi imuninę sistemą slopinančių savybių, kita vertus - tai yra chemotaktinis faktorius ir stiprus stimuliatorius fibroblastų proliferaciją. Unikali TGF-beta savybė yra gebėjimas slopinti fermentų išsiskyrimą iš skirtingų ląstelių ir žymiai padidinti fermentų inhibitorių (pvz., TIMP) gamybą. TGF-beta laikoma svarbia audinių pažeidimo dėl uždegimo reguliatoriumi. Taigi, sąnarių kremzlių audiniuose TGF-beta būtent stimuliuoja matricos gamybą chondrocitais, ypač po to, kai prieš tai pasireiškia šis faktorius. Normalus kremzlės yra nejautrus TGF-beta. Pacientams, sergantiems OA, TGF-P stimuliuoja agregakano gamybą ir mažus proteoglikanus sąnariniame kremzlyje.

TGF-beta gaminama daugelyje ląstelių, ypač chondrocytų. Jis išsiskiria latentinėje formoje, susietoje su specialiu baltymu, vadinamu "baltymu, susijusiu su latentiniu" (BAL). Disobikacija su šiuo baltymu vykdoma proteazėmis, kurios dideliu kiekiu gaminamos uždegtuose audiniuose. Be TGF-beta, kuri gaminama aktyvintomis ląstelėmis, latentinė šio faktoriaus forma yra svarbus TGF-beta reaktyvumo elementas audinyje po vietinės žalos. Didelis kiekis TGF-beta yra sindromas, sinovijos membrana ir osteoartrito paveikto sąnario kremzlės. Pažeistuose audiniuose, kur yra uždegiminiai infiltratai, aptinkama TNF ir IL-1 bendroji ekspresija, o vietovėse, kuriose yra fibrozės reiškinių, aptikta tik TGF-beta ekspresija.

Hondrocitų, gautų iš osteoartrito sergančių pacientų su TGF-beta, kultūros inkubavimas sukelia žymiai didesnį šių ląstelių proteoglikanų sintezę. Normalių chondrocytų TGF-beta stimuliacija padidina proteoglikanų sintezę tik po daugelio inkubacijos dienų. Galbūt šį kartą būtina keisti ląstelių fenotipo pagal TGF-beta įtakos (pavyzdžiui, pakeisti vadinamąjį compartmentalization proteoglikanų: naujai suformuoti proteoglikanų yra įsikūręs vos aplink chondrocitų).

Yra žinoma, kad augimo faktorių, ypač TGF-beta, sintezės aktyvacija yra svarbi inkstų ir kepenų fibroze, randų formavimo žaizdų gijimo metu patogenezė. In vitro chondrocitų krūvio padidėjimas sukelia TGF-beta hiperprodukciją, o proteoglikanų sintezės sumažėjimas po galūnių imobilizavimo gali būti išlygintas TGF-beta. TGF-beta sukelia osteofitų susidarymą ribinėje jungčių zonoje kaip mechanizmą prisitaikyti prie apkrovos pokyčių. IL-1, sukeliantis vidutinio uždegimo procesą sinovijos metu, reaguojant į sąnarių pažeidimą, skatina susidaryti modifikuotų fenotipų chondrocitus, kurie sukelia pernelyg didelį kiekį.

Pakartotinas vietos injekcija rekombinantinės TGF-beta didelės koncentracijos lėmė osteoartrito vystymuisi pelėms C57B1 linijos - iš osteophytes formavimas, kuris yra būdingas žmogaus osteoartritu, ir didelių nuostolių proteoglikanų į "banguotas sienų" srityje.

Suprasti perteklių TGF-beta yra žinoma, kad pakeisti kremzles, reikėtų pažymėti, kad TGF-P poveikis sukelia charakteringą fenotipo chondrocitų Pakeisti poklasio susintetintų proteoglikanų ir pažeidžia normalią integracijos ECM komponentų. Ir IGF-1 ir TGF-beta stimuliuoja proteoglikanų sintezę chondrocitų augintoms alginato, tačiau pastarasis taip pat sukelia vadinamieji compartmentalization proteoglycans. Be to, buvo nustatyta, kad TGF-beta pagerina kolagenazės-3 (MMP-13) aktyvintuose chondrocitų, kad platėja nuo bendros koncepcijos TGF-beta kaip veiksnio, kad atvirkščiai sumažina destruktyvių proteazių išsiskyrimą. Nors nežinoma, ar TGF-beta sukelta MMP-13 sintezė yra susijusi su OA patogenezėmis. TGF-beta yra ne tik stimuliuoja proteoglikanų sintezę, bet taip pat prisideda prie jų nusėdimo raiščių ir sausgyslių, didinant standumą ir sumažinti judesio diapazoną sąnarių.

CIP yra TGF-beta periferinės grupės nariai. Kai kurie iš jų (CML-2, CML-7 ir CMS-9) turi savybę stimuliuoti proteoglikanų sintezę chondrocitais. CMP veikia jų poveikį, susiejant jį su specifiniais receptorius ant ląstelės paviršiaus; TGF-beta ir CMS signalizavimo keliai yra šiek tiek kitokie. Kaip ir TGF-beta, signalas iš CMP perduodamas per serumo / treonino kinazės I ir II tipo receptorių kompleksą. Šiame komplekse II tipo receptoriai "istrans-fosforiluotos" ir aktyvuoja I tipo receptorių, kuris perduoda signalą signalui "Smad" molekulėms. Gavęs "Smad" signalą, jie greitai fosforiliuojami. Dabar žinoma, kad SMD-1, -5 ir -8 yra fosforiluotos CMP ir SMD-2 ir Smad-3 signalo keliuose TGF-beta signalizavimo keliu. Tuomet pavadintas Smadas yra susijęs su "Smad-4", kuris yra bendras visų TGF-beta superfamilių atstovų signalizavimo keliams. Šis faktas paaiškina kryžminių funkcijų buvimą TGF-beta perifeminiuose šeimose, taip pat TGF-beta ir CMS signalų perdavimo tarpusavio inhibicijos fenomeną konkurencijai dėl bendrų komponentų. Ne taip seniai buvo nustatyta kita Smad baltymų klasė, kurią atstovauja Smad-6 ir -7. Šios molekulės veikia kaip TGF-beta ir CML signalizavimo būdų reguliatoriai.

Nepaisant to, kad skatinti poveikis Komisijos ilgą laiką, proteoglikanų sintezę, yra žinomi dėl jų vaidmens reguliuojant sąnario kremzlės funkciją išlieka kontraversiškas dėl gerai žinomo gebėjimas sukelti dedifferentiation iš ILC ląstelės stimuliuoja užkalkėjimo ir kaulų formavimąsi. M. Enomoto-Iwamoto ir bendradarbiais (1998) parodė, kad sąveika su ILC II ILC tipo receptoriaus, yra reikia išlaikyti diferencijuotos fenotipą chondrocitų ir kontrolės proliferacija ir hipertrofija. Pasak LZ Sailor et al (1996), ILC-2 palaiko chondrocitų fenotipą kultūroje 4 savaites, nesukeliant hipertrofija. CMP-7 (identiškas osteogeniniam baltymui-1) jau seniai išlaikė subrendusių sąnarių kremzlių hondrocitų fenotipą, auginamą alginatu.

KMP-2 ir -9 įvedimas į pelių sąnarius padidino proteoglikanų sintezę 300% ir daug daugiau nei TGF-beta. Tačiau stimuliuojantis poveikis pasirodė laikinas, o po kelių dienų sintezės lygis grįžo į pradinį. TGF-beta sukėlė ilgesnę proteoglikanų sintezės stimuliaciją, kuri, tikriausiai dėl TGF-beta autoindukcijos ir chondrocytų jautrumo šiam faktoriui.

TGF-beta yra atsakinga už formavimo hondrofitov, kad gali būti laikomas nepageidaujamų poveikių jos veiksmų, KMP-2 taip pat skatina susidarymas hondrofitov, bet kitose sąnarių briaunai (daugiausia augimo plokštelės).

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]

Kremzlės morfogeneziniai baltymai

Kremzlės morfogenetiniai baltymai (CMP-1 ir -2) - Dar vienas nuo atstovai superšeimai TGF-beta reikalingas kremzlės formavimosi galūnių vystymasis laikotarpį. HMP-1 geno mutacija sukelia chondrodisplaziją. Galbūt KMP turi labiau selektyvų kremzlę orientuotą profilį. Nepaisant to, kad TGF-beta ir CML gali paskatinti chondrocitus, jie gali veikti daugeliui kitų ląstelių, todėl jų naudojimas kremzlių taisymui gali būti šalutinis poveikis. CMP abu kremzlės rūšių rasta sveikų ir sergančių sąnarių osteoartritu, jie prisideda prie sąnarinės kremzlės ECM remonto po fermentinio skilimo išlaikant normalų fenotipą.

[8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17]

Augimo faktorių sinergizmas

Vienas augimo faktorius gali sukelti save, taip pat kitus augimo veiksnius, ši sąveika smulkiai reguliuojama. Pavyzdžiui, FGF kartu su kitais augimo faktoriais suteikia veiksmingesnį sąnarių kremzlių remontą po trauminio defekto. IGF-1 kartu su TGF-beta in vitro intensyviai sukelia normalų chondrocytų fenotipą . Buvo įrodyta, kad TGF-beta slopina IGF-1 ir IGF-SB gamybą ir dephosphorylates receptoriaus IGF-1 stimuliuoja IGF-1 galios. Nepažeistame pelių kremzlėje pastebėtas IGF-1 sinergizmas su daugeliu augimo faktorių. Tačiau silpna IGF-1 chondrocitų reakcija negali būti išlyginta naudojant kartu su kitais augimo faktoriais.

Anabolinių ir destrukcinių citokinų sąveika

Augimo faktoriai rodo sudėtingą sąveiką su IL-1. Pavyzdžiui, priešlaikinis chondrocitų poveikis FRF padidina proteazių išsiskyrimą po IL-1 poveikio; galbūt dėl to, kad padidėja IL-1 receptorių išraiška. PDGF taip pat stimuliuoja IL-1 priklausomą proteazių išsiskyrimą, bet sumažina IL-1-medijuojamą proteoglikano sintezės slopinimą. Tai gali reikšti, kad kai kurie augimo veiksniai vienu metu gali paskatinti kremzlių remonto procesą ir prisidėti prie jo sunaikinimo. Kiti augimo faktoriai, pavyzdžiui, IGF-1 ir TGF-P, skatinti sąnario matricos sintezę ir slopina IL-1 medijuojamos degradacija sąnario kremzlės, t.y. Jų veikla susijusi tik su audinių taisymu. Toks sąveika nepriklauso nuo chondrocytų IL-1 priešlaikinio poveikio. Įdomu tai, kad IL-1 ir TGF-beta kinetika gali būti skirtingi poveikis: iš TGF-beta sugebėjimas inhibuoti degradaciją sąnario kremzlės yra sumažintas iki jo lėtai veiksmų TIMP mRNR. Kita vertus, jei nėra TGF-beta, padidėja hNOC ir N0 lygis. Atsižvelgiant į tai, NO-priklauso slopino IL-1 ant proteoglikanų sintezei chondrocitų, galime paaiškinti, kodėl mes stebime daug stipresnį pasipriešinimą TGF-beta IL-1 slopinimas priklauso nuo sintezės proteglikanov palyginti su proteoglikanų sunaikinimo in vivo.

Į pelių tyrimą, kuris buvo suleistas intrasąnarinio IL-1 ir augimo faktoriai, buvo įrodyta, kad TGF-beta žymiai sukelia antagonizmą IL-1 sąlygojamą slopinimą proteoglikanų sintezę sąnario kremzlės, kadangi ILC-2 yra ne galimas toks neutralizavimo: stimuliatorinE visą savo potencialą slopina IL-1 net esant aukštai CMP-2 koncentracijai. Pažymėtina, kad IL-1 KMP-2 nėra labai skatino proteoglikanų sintezę intensyvus nei TGF-beta).

Taip pat įtaka proteoglikanų sintezę, TGF-beta taip pat didelės įtakos IL-1 sukeltas sumažėjimą proteoglikanų kiekis kremzlės. Galbūt, priklausomai nuo santykinės IL-1 ir TGF-beta koncentracijos, proteoglikanų kiekis mažėja arba padidėja. Įdomu tai, kad pirmiau aprašyta atsparumas IL-1 ir TGF-beta buvo pastebėta, kad kremzlės storio, bet ne toks poveikis šalia kraštų hondrofitov SĄNARINIŲ paviršių. Švietimas hondrofitov sukeltas TGF (3, kuris pasireiškia chondrogeninis ląsteles antkaulio, todėl chondroblastų ir iškritų proteoglikanų plėtrą. Matyt, etihondroblasty nėra jautrus IL-1.

HL Glansbeek et al (1998) tyrė TGF-beta-2 ir ILC gebėjimą neutralizuoti inhibavimą proteoglikanų sintezę sąnarių iš artrito pelių zimozanindutsirovannym (t.y., "grynas" modelis IL-1-sukėlus uždegimą). Intraartikuliniam vartojant TGF-beta žymiai neutralizuoti slopinimą proteoglikanų sintezę, sukeltos uždegimas, kadangi ILC-2 buvo beveik negali neutralizuoti IL-1-priklausomas procesas. Pakartotiniai injekcijos TGF-P į bandomųjų gyvūnų kelio ženkliai paskatino proteoglikanų sintezę chondrocitų, prisidėjo prie esamų kremzlės proteoglikanų išsaugojimo atrofinė uždegimas, bet neslopina uždegimo procesą.

Studijuojant proteoglikansinteziruyuschey chondrocitų funkciją, naudojant eksperimentinių modelių osteoartrito gyvūnų visada pažymėti, padidėjęs ir stimuliaciją proteoglikanų į ankstyvosiose stadijose OAB Skirtingai nuo uždegimo modelių, kuri stebima didelė slopinimas sintezės (IL-1) -zavisimyyprotsess sintezei. Padidėjusio aktyvumo anabolinių veiksnių, įskaitant augimo faktorių, yra stebimas osteoartrito, pašalina veiksmų supresorinių citokinų, tokių kaip IL-1. Tarp augimo faktorių svarbiausia yra TGF-beta; CIC-2 neturėtų atlikti svarbaus vaidmens šiame procese. Nors IGF-1 yra gali stimuliuoti proteoglikanų sintezę in vitro, tokiomis sąlygomis, in vivo yra objekto nebuvo pastebėtas su vietos taikymo IGF-1. Galbūt tai yra dėl to, kad šio augimo faktoriaus endogeninis lygis yra optimalus. Vėlesnėse stadijose, osteoartrito simptomams slopinimą proteoglikanų sintezę, tikriausiai dėl to, kad dominuojančia poveikio IL-1 ir augimo faktorių nepakankamumo atsverti dėl mažesnio aktyvumo.

Analizė augimo faktorių raiškos pelių STR / ORT linija su savaiminiu osteoartrito parodė, padidinti iRNR lygiui TGF-P ir IL-1 nukentėjusiosios kremzlės. Reikia pažymėti, kad TGF-beta aktyvacija iš latentinės formos yra svarbus audinių atstatymo elementas. Supratimas apie TGF-beta vaidmenį apsunkina ACL ląstelių TGF-beta II tipo receptorių ekspresijos tyrimo rezultatus. Iš karto po osteoartrito indukcijos buvo nustatytas sumažintas šių receptorių kiekis, o tai rodo, kad TGF-beta signalo funkcija yra nepakankama. Įdomu tai, kad nepakankamas receptorių TGF-beta 11-Type Pelės spontannogoosteoartroza ženklai aptinkami, kuri taip pat rodo, kad svarbų vaidmenį signalizacijos funkciją TGF-beta į kremzlės remonto ir osteoartrito vystymuisi pablogėjimo.

Absoliuti augimo faktoriai kiekis sergančių pacientų reumatoidinio artrito arba osteoartrito sąnarių gali nurodo jų galimo vaidmens šių ligų patogenezės. Tačiau, nepaisant to, kad osteoartrito ir reumatoidinio artrito sujungimai didelės koncentracijos augimo faktorių, blogėjimo ir remonto pobūdis abiejų ligų yra visiškai skirtingi. Gali būti ir kitų, kaip vaidinti svarbų vaidmenį šių ligų ar kitų aspektų reiškinių patogenezei buvo tiriamas nustatomas skilimo ir remontui audinių sąnarių (pvz, tam tikrų receptorių chondrocitų išraiška paviršiaus, tirpių receptorių, jungiančiųjų baltymų, arba disbalanso dar nenustatyti veiksniai anaboliniai ir destruktyvūs veiksniai).