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节软骨细胞体外培养时,TGF-β对IGF的分泌作用有三种,(1)减少41KD的IG FBP;(2)增加IGF受体的结合位点;(3)下调了诱导型IGF-1受体的自身磷酸化[9] ,从而促进软骨细胞的增殖和特异性基质的合成。也有学者认为TGF-β和IGF可以使反分化 的软骨细胞再分化诱导和持久表达Ⅱ型胶原和蛋白多糖[10]。软骨细胞在传代培 养中表型的变化可能与软骨细胞自分泌IL-1有关,而TGFβ可作为一种IL-1的拮抗剂,减 少了IL-1对胞外基质的分解代谢同时也下调了IL-1受体及其金属蛋白酶的表达[1 1]。TGFβ可能通过以下两种途径拮抗IL-1的作用,(1)刺激成软骨细胞中蛋白糖抑制 剂的产生。(2)抑制软骨细胞蛋白酶的产生,因而对细胞外基质的合成有促进作用[1 2]。
1.2骨形态发生蛋白(BMP)
BMP是TGFβ的超家族成员之一,BMP-7(OP-1)是BMP家族中的一员,其对无血清培养的高密 度单层细胞和悬浮在琼脂糖中的细胞有促进生长和成熟作用,可增加其碱性磷酸酶活性和提 高mRNA和Ⅱ型胶原的合成能力。实验rhBMP(OP-1)能有效促进胚胎和成人关节软骨细胞合成 蛋白多糖和Ⅱ型胶原而Ⅰ、Ⅲ型胶原没有增加。也有实验证明OP-1对人软骨细胞特异性胶 原、蛋白多糖的促合成作用比IGF-Ⅰ、TGF-β和激活素更显著[13]。在培养软 骨细胞生长周期的不同时期,BMP的作用也不同,rhBMP调节软骨细胞增殖、分化作用依赖于 细胞的成熟状态,且静止区软骨细胞更敏感,同时对软骨细胞的自分泌也有作用[14 ]。关节软骨细胞原代培养时表达了BMP-4功能性受体。1998年Rach1,venena等实 验证明BMP2和维生素C共同作用下培养的软骨细胞没有诱导其肥大,同时BMP-2独自干预下 细胞凋亡明显少于维生素C的干预,从而说明软骨细胞向肥大软骨细胞的过度与细胞增殖数 量减少而相对高的凋亡水平有关。软骨细胞体外传代培养渐反分化为成纤维样细胞或过度为 肥大软骨细胞与细胞生存的微环境有关[15]。
1.3胰岛素样生长因子(IGFs)
IGF于1953年由salmon和Danghaday研究表明,IGFs家族由两种相关多肽组成即IGF-Ⅰ和IGF -Ⅱ。在软骨细胞表面有IGF的受体且软骨细胞能合成和分泌这种多肽。IGF-Ⅰ能与软骨细 胞膜上的受体结合也以旁分泌和自分泌的方式起作用。IGF-Ⅰ能强烈刺激软骨细胞合成Ⅱ 型胶原和蛋白多糖,IGF-Ⅰ还能刺激软骨细胞集落形成和细胞增殖,体内IGF-Ⅰ能促进骨 骺软骨生长。而IGF-Ⅱ能刺激软骨细胞DNA和RNA的合成且比IGF-Ⅰ更有效的刺激胚胎细 胞的生长。但IGF-Ⅰ对成年软骨细胞的作用强于IGF-Ⅱ,也能促进蛋白多糖的合成。软骨 细胞表面的IGF-Ⅱ的受体与IGF-Ⅰ相比,两者的结构与体外活性相似,但体内生物效应不 同。而IGF结合蛋白(IGF1BPs)它通过特异性结合IGFs而起作用,尽管目前对IGFBPs的生理功 能还不十分清楚,但它们对IGFs的调节作用是肯定的,它们通过结合IGFs减少了IGFs与其受 体的相互作用,从而降低了IGFs的活性。onley等人实验表明细胞因子可以调节IGFBPs的产 生,IGFBPs反过来调节IGF的作用,同时表明IL-1α、TNF-α降低细胞对IGF-Ⅰ的反应 性可能是通过增加IGFBPs而起作用。
1.4成纤维细胞生长因子(FGFs)
FGFs最初是从牛脑垂体分离出来的一种蛋白质,后来发现它在人体组织包括骨、软骨基质中 广泛存在,且对胚胎发育及软骨修复起重要作用。体外实验发现它能促进软骨细胞的增殖、 成熟和胞外基质的合成,而bFGF是一种强大的软骨细胞有丝分裂原,它能刺激生长板中软骨 细胞蛋白多糖的合成。在成人关节软骨中它与IGF有协同作用,两者协同刺激软骨细胞有丝 分裂和蛋白多糖的合成,抑制软骨细胞分化为肥大表型。
1.5白介素和肿瘤坏死因子(IL、TNF)
近来报道IL-1对关节软骨细胞代谢的干预作用主要表现为抑制透明软骨特征性Ⅱ、Ⅳ型胶 原的合成,
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