Az izületi porc és a növekedési faktorok javítása az osteoarthritis patogenezisében

Az előrelépés a biotechnológia, különösen a klónozási technológia, a közelmúltban intenzíven pótolja a lista növekedési faktorok esetében, amely anabolikus tényezők fontosak, de nem teljesen világos szerepet patogenezisében az osteoarthritis.

Az alábbiakban tárgyalt növekedési faktorok első csoportja az IGF. Ezek nagy mennyiségben megtalálhatók a szérumban, számos közös tulajdonsággal rendelkeznek az inzulinnal. Az IGF-2 a fejlődés embrionális stádiumára jellemzőbb, míg az IGF-1 domináns csoportot képvisel felnőttek körében. E csoport mindkét képviselője az I típusú IGF receptorokhoz kötődik. Ha az IGF-2 funkciója ismeretlen marad, az IGF-1 értékét már meghatározták - képesek stimulálni a proteoglikánok szintézisét kondrocitákon keresztül, és jelentősen gátolják az ízületi porcokban a katabolikus folyamatokat. Az IGF-1 a fő anabolikus inger a proteoglikánok szintéziséhez a chondrocyták által, amelyek szérumban és szinoviális folyadékban jelen vannak. Az IGF-1 fontos tényező a chondrocyták termesztésében a koleraémia in vitro modelljeinek kísérleti modelljeiben . Javasolt, hogy az IGF-1 belép a szinoviális folyadékba a vérplazmából. Ezenkívül a normális kondrociták mindkét tényezőt előállítanak - az osteoarthritisben szenvedő betegek szinoviális membránjában és porcában található IGF-1 és IGF-2 expressziója. A normális porcban az IGF-1 nem rendelkezik mitogén tulajdonságokkal, de képes stimulálni a sejtek proliferációját a sérült mátrixban, ami azt jelzi, hogy részt vesz a javító folyamatokban.

Biológiailag aktív anyagok, amelyek serkentik a kárpótlást és csökkenti az ízületi porc degradációját

• inzulin
• Gamma-interferon
• Növekedési hormon, androgének
• Szomatomedinek (IPF-1 és -2)
• TGF-béta (szövet növekedési faktor)
• A vérlemezkékből származó növekedési faktor
• A fibroblasztok fő növekedési faktora
• EFR
• Il-1 receptor antagonista
• TNF-a-kötő fehérjék
• A metalloproteázok szöveti inhibitorai
• ₂ -makrogloʙulin
• ai-antitripszin
• A bolhák, makroglobulin
• WG-antikimotripszinnek

Az IGF-1 és IGF-2 hatásait különböző IGF-kötő fehérjék (IGF-SB) szabályozzák, amelyeket szintén kondrociták termelnek. IGF-Sa működhet, mint egy hordozó, és rendelkeznek az IGF-blokkoló aktivitás izolált az izületi porc betegek sosteoartrozom sejtek termelnek felesleges mennyiségű IGF-Sa, jelezve, hogy blokkolják-e a hatások az IGF. J. Martel-Pelletier és munkatársai (1998) azt mutatták, hogy bár a IGF-1 szintézist porc osteoarthritis kissé növekszik kondrociták reagálnak az IGF-1 stimuláció. Kiderült, hogy ez a jelenség (legalábbis részben) az IGF-SB szintjének emelkedésével társul. Az IGF-SB nagy affinitással rendelkezik az IGF-hez, és fontos aktivitása a biomodulátornak. Eddig hét fajta vizsgálták IGF-Sa, szabályozatlanságának IGF-SB-3 és IGF-Sa-4 fontos szerepet játszik az osteoarthritis.

A chondrocytákra kifejtett különböző hatásokat mutató növekedési faktorok egy másik kategóriája a vérlemezke-eredetű növekedési faktor (PDGF), az FGF és a TGF-béta. Ezeket a tényezőket nem csak a chondrocyták termelik, hanem az aktivált szinovitis is. Az FGF anabolikus és katabolikus tulajdonságokkal rendelkezik, az ízületi porc koncentrációjától és állapotától függően. A PDGF részt vesz az ízületi porc VKM homeosztázisának fenntartásában, mivel nincs nyilvánvaló mitogén tulajdonsága. Ehhez a növekedési faktorhoz ismert a proteoglikánok szintézisének fokozása és a bomlás csökkentése.

A TGF-béta különösen fontos szerepet játszik az osteoarthritis patogenezisében betöltött szerepének tanulmányozásában. Tagja egy nagy TGF szupercsaládhoz, gyakori funkcionális és jelző tulajdonságokkal rendelkezik a BMP (csont morfogenetikus fehérjék) újonnan felfedezett növekedési faktorjaival.

TGF-béta-pleiotróp faktor: egyrészről immunszuppresszív tulajdonságokkal rendelkezik - ez egy kemotaktikus faktor és hatásos stimulátor a fibroblasztok proliferációjához. A TGF-béta egyedülálló tulajdonságai az, hogy gátolják az enzimek különböző sejtekből történő felszabadulását, és jelentősen megnövelik az enzimgátlók (pl. TIMP) termelődését. A TGF-béta a gyulladás miatti szövetkárosodás fontos szabályozója. Így az ízületi porc szövetében a TGF-béta jelentősen stimulálja a mátrix termelését kondrocitákkal, különösen az előtti expozíciót követően. A normális porc érzéketlen a TGF-bétare. OA-ban szenvedő betegeknél a TGF-P serkenti az aggregre és a kis proteoglikánok termelődését az articuláris porcokban.

A TGF-béta számos sejt, különösen a chondrocyták terméke. A látens formában szabadul fel egy speciális fehérjével, amely a "latenciához társuló fehérje" (BAL). A proteinnel való disszociációt proteázokkal végezzük, amelyeket nagy mennyiségben állítunk elő gyulladt szövetekben. A TGF-béta mellett, amelyet aktivált sejtek termelnek, ennek a faktornak a rejtett formája fontos eleme a TGF-béta szövetiben a helyi károsodás utáni reaktivitásának. A TGF-béta jelentős mennyiségben megtalálható az osteoarthritis által érintett közös ízületi folyadékban, szinoviális membránban és porcokban. A sérült szövet területek, ahol a gyulladásos beszűrődések kimutatására koexpressziója a TNF és IL-1, míg a területeken jeleit fibrózis kimutatására kizárólag a TGF-béta.

Az osteoarthritisben szenvedő betegekből származó chondrocyták TGF-béta-tenyészetének inkubálása jelentősen megnöveli a proteoglikánok szintézisét ezeken a sejteken. A normális chondrocyták TGF-béta stimulálása csak több napos inkubáció után fokozza a proteoglikánok szintézisét. Talán ebben az időben meg kell változtatni a fenotípus a sejtek befolyása alatt TGF-béta (pl változtatni az úgynevezett kompartmentalizációja proteoglikánokból: újonnan alakult proteoglikánokból mindössze körül a porcsejtek).

Ismeretes, hogy a növekedési faktorok, különösen a TGF-béta szintézisének aktiválása fontos kapcsolat a vese- és májfibrózis patogenezisében, a sebgyógyulás során a sebgyógyulás során. A chondrocyták in vitro terhelésének növekedése a TGF-béta hiperprodukcióját eredményezi, míg a proteoglikánok szintézisének csökkenése a végtag immobilizáció után a TGF-béta szintre állítható. A TGF-béta az ízületek marginális zónájában lévő osteophyták kialakulását olyan mechanizmusként indítja, amely alkalmazkodik a terhelés változásához. Az IL-1, amely az ízületi károsodásokra reagálva mérsékelt gyulladásos folyamatot idéz elő, elősegíti a kondrociták kialakulását egy módosított fenotípussal, amely túlzott mennyiséget eredményez.

Ismételt helyi injekciót adtunk rekombináns TGF-béta magas koncentrációban kifejlesztéséhez vezetett osteoarthritis egerekben C57B1 vonal - a kialakulását osteophytes, amely jellemző az emberi osteoarthritis, és jelentős veszteséget proteoglikánok a „hullámos határ” területen.

Ahhoz, hogy megértsük a felesleges TGF-béta ismert, hogy változtatni a porc, meg kell jegyezni, hogy az expozíció a TGF-P indukálja jellegzetes fenotípust kondrocita változás alosztály szintetizált proteoglikánokat és sérti a normális integrációjának ECM komponenseket. És az IGF-1 és a TGF-béta serkenti a proteoglikánok által kondrociták tenyésztettük alginát, de az utóbbi is indukálja az ún kompartmentalizáció proteoglikánok. Sőt, azt találtuk, hogy a TGF-béta fokozza kollagenáz-3 (MMP-13) az aktivált kondrociták, hogy eltér az általános fogalma TGF-béta, mint egy tényező, amely megfordítva csökkenti a kibocsátás a pusztító proteázok. Bár nem ismert, hogy az MMP-13 TGF-béta-indukálta szintézise szerepet játszik-e az OA patogenezisében. TGF-béta nem csak serkenti proteoglikánszintézist, hanem hozzájárul lerakódását a szalagok és inak, növeli a merevséget, és csökkentve a mozgástartomány az ízületek.

A CIP tagjai a TGF-béta szupercsalád tagjai. Néhány közülük (CML-2, CML-7 és CMS-9) tulajdonsága a proteoglikánok kondrociták szintézisének stimulálása. A CMP-k hatásukat a sejtfelszínen lévő specifikus receptorokhoz kötik; a TGF-béta és a CMS jelátviteli útjai némileg eltérnek. Mint a TGF-béta, a CMP-ből származó jelet egy szerin / treonin-kináz I és II típusú receptor komplexen keresztül továbbítják. Ebben a komplexben a II típusú receptor istran-foszforilál és aktiválja az I. Típusú receptort, amely a jelet a Smad nevű jelmolekuláknak továbbítja. A Smad jel vétele után gyorsan foszforilálódnak. Napjainkban ismeretes, hogy a Smad-1, -5 és -8 foszforilálódott a CMP és a Smd-2 és a Smad-3 jelátviteli útvonalán a TGF-béta jelátviteli útvonalon. Ezt követően a Smad nevet a Smad-4-hez társítják, ami közös a TGF-béta szupercsalád összes képviselőjének jelátviteli útvonalaira. Ez a tény elmagyarázza a TGF-béta szupercsalád tagjainak keresztfunkcióinak jelenlétét, valamint a TGF-béta és a CMS jelátviteli utak kölcsönös gátlásának jelenségét a közös összetevők versenyében. Nem sokkal régebben azonosították a Smad fehérjék egy másik csoportját, amelyet Smad-6 és -7 képvisel. Ezek a molekulák szabályozzák a TGF-béta és a CML jelátviteli útvonalát.

Annak ellenére, hogy a stimuláló hatást a Bizottság hosszú ideig, a proteoglikánok szintézisét, ismertek azok szerepet szabályozásában a funkciója az izületi porc továbbra is ellentmondásos miatt a jól ismert képességét, hogy indukálja dedifferenciációja ILC sejtek stimulálják a meszesedés és a csontképződés. M. Enomoto-Iwamoto és munkatársai (1998) kimutatták, hogy a kölcsönhatás a ILC ILC-II típusú receptor van szükség, hogy fenntartsák a differenciáltabb fenotípusa a kondrociták és vezérlését proliferáció és hipertrófia. Szerint LZ Sailor és munkatársai (1996), ILC-2 támogatja a porcsejt-fenotípus tenyészetben 4 hétig, anélkül, hogy túltengés. KMP-7 (azonos a oszteogén protein-1) támogatja a hosszú érett porcsejt-fenotípus a porc tenyésztettük alginát.

A KMP-2 és -9 bejuttatása az egerek térdízületébe 300% -kal növelte a proteoglikán szintézisét, és szignifikánsan több volt, mint a TGF-béta. Az ösztönző hatás azonban ideiglenesnek bizonyult, és néhány nap elteltével a szintézis szintje visszatért az eredetihez. A TGF-béta a proteoglikánszintézis hosszabb stimulálását okozta, ami valószínűleg a TGF-béta autoindukciójának és a kondrociták szenzitizálásának köszönhető.

TGF-béta felelős a kialakulását hondrofitov, hogy lehet tekinteni, mint a nemkívánatos hatások fellépését, KMP-2 is elősegíti a kialakulását hondrofitov, de más izületi élrész (főleg a növekedési lemez).

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

A porc morfogenetikus fehérjék

A porc morfogén fehérjék (CMP-1 és -2) - egy több képviselőjéből szupercsalád TGF-béta szükséges porcképződéshez végtag fejlesztési időszakban. A HMP-1 génjének mutációja Chondrodysplasia-t okoz. Talán a KMP szelektívebb, porc-orientált profillal rendelkezik. Annak ellenére, hogy a TGF-béta és a CML képes a chondrocyták stimulálására, sok más sejtre is képesek hatni, ezért a porcok javítására való felhasználása mellékhatásokkal járhat. CMP mindkét típusú porc megtalálható az egészséges és a beteg ízületek osteoarthritis, hozzájárulnak a izületi porc ECM után enzimatikus lebontással, miközben normális fenotípust.

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

A növekedési faktorok szinergise

Egy növekedési faktor képes önmagát, valamint más növekedési faktorokat indukálni, ez a kölcsönhatás finoman szabályozható. Például az FGF és más növekedési faktorok együttesen hatékonyabban javítják az ízületi porcokat a traumás hiba után. Az IGF-1 a TGF-béta együttesen a chondrocyták normális fenotípusait indukálja in vitro körülmények között. Kimutatták, hogy a TGF-béta gátolja az IGF-1 és IGF-SB termelődését, valamint definiálja az IGF-1 receptort, stimulálja az IGF-1 kötődését. Az egerek ép patkányában az IGF-1 sok növekedési faktorral rendelkező szinergizmusát figyelték meg. A kondrociták IGF-1-ben történő enyhe reakcióját azonban nem lehet más növekedési faktorokkal kombinálva szintetizálni.

Anabolikus és destruktív citokinek kölcsönhatása

A növekedési faktorok komplex kölcsönhatást mutatnak az IL-1-gyel. Például, a kondrociták előkezelés elhagyásával, szintén FGF kibocsátását növeli a proteázok az IL-1 expozíció; talán ez az IL-1 receptorok expressziójának növekedésével magyarázható. PDGF stimulálja az IL-1-függő felszabadulását proteázok, de ez csökkenti az IL-1 által közvetített gátlását proteoglikán-szintézist. Ez azt jelenti, hogy egyes növekedési faktorok egyidejűleg stimulálhatják a porc javításának folyamatát, és hozzájárulhatnak annak pusztulásához. Más növekedési faktorok, például az IGF-1 és a TGF-P, serkentik a szintézise az ízületi mátrix és gátolják az IL-1 által közvetített lebomlási ízületi porc, azaz tevékenységük csak szövetjavítással társul. Az ilyen kölcsönhatás nem függ az IL-1 kondrociták előretéveitől. Érdekes, hogy a kinetikája IL-1 és a TGF-béta eltérő lehet hatások: a képességét, TGF-béta, hogy gátolják lebomlását izületi porc csökken annak lassú hatásának TIMP mRNS. Másrészt, van egy szintnövelés hNOC és N0 hiányában TGF-béta. Mivel az NO-függő gátló hatását az IL-1 a proteoglikánszintézist kondrociták, meg tudjuk magyarázni, hogy miért megfigyelni sokkal erősebb ellenállás a TGF-béta IL-1-függő gátlását a szintézis proteglikanov képest a megsemmisítése proteoglikánok in vivo.

Egy vizsgálatban egerekben, injektált intraartikulárisan IL-1 és a növekedési faktorok kimutatták, hogy a TGF-béta szignifikánsan antagonizálja az IL-1 által közvetített gátlását proteoglikánszintézist izületi porc, míg ILC-2 nem képesek ilyen ellensúlyozására: stimuláló teljes potenciálját gátolta az IL-1-et még a CMP-2 nagy koncentrációja mellett is. Érdemes megjegyezni, hogy a hiányában IL-1 KMP-2 szignifikánsan stimulálva proteoglikánszintézist intenzívebb, mint a TGF-béta).

Szintén a befolyása a proteoglikánok szintézisét, TGF-béta szintén jelentősen befolyásolja az IL-1-okozta csökkenését tartalmának proteoglikánok porc. Talán az IL-1 és a TGF-béta relatív koncentrációjától függően a proteoglikánok mennyisége csökken vagy növekszik. Érdekes, hogy a fent leírt rezisztencia IL-1 és a TGF-béta figyeltünk meg a vastagsága a porc, de nincs ilyen hatása a szélek közelében hondrofitov ízületi felületek. Oktatási hondrofitov által indukált TGF (3, amely befolyásolja a chondrogenikus sejtek a csonthártya, ami a fejlesztési kondroblasztok és lerakódása proteoglikánok. Úgy látszik, etihondroblasty nem érzékeny IL-1.

HL Glansbeek és munkatársai (1998) vizsgálták a képességét, TGF-béta-2 és ILC ellensúlyozzák szintézisének gátlása a proteoglikánok az ízületekben a arthritises egerekben zimozanindutsirovannym (azaz, „tiszta” modell az IL-1 által indukált gyulladás). Intraartikuláris beadása TGF-béta szignifikánsan ellensúlyozta gátlása proteoglikánszintézist által indukált gyulladást, míg ILC-2 volt, szinte képtelen ellensúlyozni ezt az IL-1-függő folyamat. Az ismételt injektálások a TGF-P a térd a vizsgálati állatok szignifikánsan stimulálva proteoglikánszintézist kondrociták, hozzájárult ahhoz, hogy a megőrzése a meglévő porc proteoglikán atrófiás gyulladást, de nem gátolja a gyulladásos folyamatot.

Amikor tanulmányozása proteoglikansinteziruyuschey kondrocita funkció kísérleti modellek segítségével az osteoarthritis állatokban, mindig jegyezni emelkedett, és serkenti a proteoglikánok szintézisét a korai szakaszában OAB eltérően gyulladásos modellek, amelyekben jelentős gátlását szintézis figyelhető (IL-1 -zavisimyyprotsess). Megnövekedett aktivitása anabolikus faktorok, beleértve a növekedési faktorokat, figyelhető meg osteoarthritis, kiküszöböli hatását szuppresszor citokinek, például az IL-1. A növekedési faktorok közül a legfontosabb a TGF-béta; A CIC-2 valószínűleg nem játszik jelentős szerepet ebben a folyamatban. Bár az IGF-1 képes stimulálni proteoglikánszintézist in vitro, olyan körülmények között in vivo egy olyan tulajdonság, nem figyeltünk meg a helyi alkalmazása az IGF-1. Talán ez annak a ténynek köszönhető, hogy a növekedési faktor endogén szintje optimális. A későbbi szakaszokban a osteoarthritis tünetei jelennek gátlása proteoglikánszintézist, valószínűleg a domináns hatása az IL-1 és a hiba a növekedési faktorok ellensúlyozza azt az alacsonyabb aktivitást.

Elemzés a növekedési faktorok expresszióját egerekben STR / ORT összhangban spontán osteoarthritis kimutatta emeli az mRNS szinteket a TGF-P és az IL-1 a sérült porc. Meg kell jegyezni, hogy a TGF-béta a látens alakból történő aktiválása a szövetek javításának fontos eleme. Szerepének megértése TGF-béta megnehezíti a tanulmány eredményeit a TGF-béta receptor II típusú az ACL sorban nyulak. Közvetlenül indukálása után osteoarthritis találták, hogy csökkentik a szintek ezen receptorok, hiányát jelzi jelátviteli funkció a TGF-béta. Érdekes, hogy a hiányos receptor TGF-béta 11-típusú egerekben spontannogoosteoartroza jelek észlelése, ami azt is jelzi, a fontos szerepet a jelátviteli funkció a TGF-béta, a romlása porc javítási és osteoarthritis fejlődését.

Abszolút növekedési faktorok tartalmat az ízületekben a rheumatoid arthritis vagy osteoarthritis utalhat azok lehetséges szerepe a ezen betegségek patogenezisében. Azonban, annak ellenére, hogy az illesztések az osteoarthritis és a rheumatoid arthritis koncentrációja magas a növekedési faktorok, a természet a degradáció és a javítás mindkét betegség teljesen más. Lehet, hogy más még azonosítatlan faktorok jelentős szerepet játszanak a ezen betegségek patogenezisében, vagy egyéb szempontok a jelenségek vizsgált meghatározzuk degradáció és javítása a szövetekben az ízületek (például, a kifejezés az egyes receptorok kondrociták felszíni, oldható receptorok, kötő fehérjék, vagy egyensúlytalanság anabolikus és destruktív tényezők).