组织工程修复软骨基质蛋白聚糖代谢的初步探讨

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1、组织工程修复软骨基质蛋白聚糖代谢的初步探讨：杨波，曹峻岭，张安，陈静宏，张增铁，付强，刘富强，陆敏灵，刘家远【摘要】目的检测软骨修复组织中蛋白聚糖相关代谢指标，初步探讨在软骨修复过程中基质蛋白聚糖的代谢变化以及基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinases,MMPs)和蛋白聚糖酶(aggrcanases)的作用。方法松质骨骨基质明胶(bonematrixgelatin,BMG)复合同种异体软骨细胞构建组织工程化软骨，体内植入修复兔膝关节骨软骨缺损。术后6个月取材检测蛋白聚糖合成表位

2、3-B-3(-)、MMPs、MMPs裂解表位BC-4以及aggrcanases裂解表位BC-13的表达情况。结果在修复组织中，蛋白聚糖合成表位3-B-3(-)表达增加，MMPs及其裂解表位BC-4表达减低，而aggrcanases裂解表位BC-13表达阴性。结论利用蛋白聚糖合成表位3-B-3(-)、MMPs、BC-4、BC-13的表达情况可以初步了解修复软骨组织中蛋白聚糖的代谢变化，修复软骨组织蛋白聚糖的合成大于分解，MMPs在兔关节修复软骨基质蛋白聚糖的基础代谢和重塑中具有重要作用。【关键词】组织

3、工程；修复；软骨基质；蛋白聚糖；基质代谢ChinaABSTRACT:ObjectiveToexaminematrixproteoglycanmetabolicmarkersandprobeintotheturnoverofmatrixproteoglycanandenzyme-mediatedroleofmatrixmetalloproteinases(MMPs)andaggrecanasesinreparativetissuesatrixgelatin(BMG)plantedtorepairost

4、eochondraldefectsofrabbitkneejoint.Samplesonthslatertoexploretheexpressionsof3-B-3(-)epitope,MMPs,MMP-generatedepitopeBC-4andaggrecanases-generatedepitopeBC-13.ResultsInrepairedtissues,theexpressionof3-B-3(-)epitopeincreased,butthatofMMPsandMMP-generat

5、edepitopeBC-4reduced.Thereatrixproteoglycanturnoverinreparativecartilagetissues.Anabolismexceedscatabolismintherepairedtissues.MMPsplayanimportantroleintheconservativebaselineturnoverofproteoglycanandremodelingofthegrafttissues.　　KEYMPs)和蛋白聚糖酶(aggrecan

6、ases)在蛋白聚糖球间区羧基端的裂解位点[6]。利用这些特异性抗体就可以了解修复过程中软骨基质大分子代谢的变化。关节软骨基质主要由蛋白聚糖和Ⅱ型胶原组成，成人关节软骨内基质胶原10年更新一半[7]，有报道股骨头处胶原的更新大约要400年[8]，而蛋白聚糖大约每年更新一半，在软骨生长期或组织修复过程中代谢会更快，因而蛋白聚糖在修复早期能很好地反映软骨基质代谢的变化。本实验通过构建组织工程软骨移植修复兔膝关节骨软骨缺损，检测细胞外基质蛋白聚糖合成表位3-B-3(-)、MMPs、MMPs裂解表位BC-4

7、以及aggrcanases裂解表位BC-13的表达情况，初步了解在组织工程修复软骨过程中细胞外基质蛋白聚糖代谢改变以及两种相关调节酶在修复软骨基质重塑中的作用。　　1材料与方法　　1.1主要实验仪器和材料　　新西兰兔(西安交通大学医学院实验动物中心提供)，光学显微镜(Nikon，日本)，荧光显微镜(Olympus，日本)，DMEM-F12培养基、胰蛋白酶、异硫氰酸荧光素(fluoresceinisothiocyanate,FITC)标记山羊抗小鼠IgG(Gibco，美国)，胎牛血清(北京，元亨圣马)

8、，正常山羊封闭血清液、DAB显色液、山羊抗小鼠IgG-HRP(北京中山金桥)，碘化丙啶(Sigma，美国)，MMP(Chemicon,美国)，硫酸软骨素酶ABC、单克隆抗体3-B-3、BC-4、BC-13(英国加的夫大学BruceCaterson教授提供)。　　1.2松质骨骨基质明胶的制备　　取4～5月龄新西兰兔长骨干骺端以及髂骨处松质骨，按文献[9]方法制备松质骨骨基质明胶(bonematrixgelatin,BMG)。将制备的松质骨修成直径约3mm、厚3mm的圆柱