骨关节炎患者软骨组织中TNF-α、TGF—β、IL-6、IL-9的表达变化及意义

维普资讯 http://www.cqvip.com 山东医药２００７年第４７卷第１２期　骨关节炎患者软骨组织中ＴＮＦ—　、ＴＧＦ—ｌ３、　ＩＬ一６、ＩＬ一９的表达变化及意义　王玉彬　，陈安民Ｈ，郭风劲　，夏玉军。　（１华中科技大学同济医学院附属同济医院，湖北武汉４３００３０；２青岛大学医学院）　［摘要］　目的　观察骨关节炎（０Ａ）关节软骨中肿瘤坏死因子ａ（ＴＮＦ—ａ）、转化生长因子Ｏ（ＴＧＦ—ｐ）、白细胞　介素一６（ＩＬ一６）和白细胞介素一９（ＩＬ一９）的表达变化，探讨其与软骨退变的关系。方法选取２Ｏ例因ＯＡ行关节置换　患者的软骨组织，常规ＨＥ染色观察其组织形态，免疫组化ＡＢＣ法检测关节软骨组织中的ＴＮＦ—ａ、ＴＧＦ—ｐ和ＩＬ一　６、ＩＬ一９；２例因意外受伤截肢患者的正常膝关节软骨作为对照。结果ＯＡ患者关节软骨出现裂隙、纤维化，软骨　细胞增多、排列紊乱，并出现大量簇聚软骨细胞和肥大软骨细胞。ＴＮＦ—ａ和ＩＬ一６在正常软骨全层均呈低表达，在　ＯＡ患者软骨中的表达则明显增多（Ｐ＜０．０１）。结论衡，是导致关节软骨退变的原因之一。　ＯＡ患者关节软骨中ＴＮＦ—ａ、ＩＬ一６与ＴＧＦ—ｐ、ＩＬ一９表达失　［关键词］肿瘤坏死因子ａ；白细胞介素；转化生长因子ｐ；骨关节炎　［中图分类号］Ｒ６８１．１　［文献标识码］Ａ　［文章编号］　１００２—２６６Ｘ（２００７）１２—００１１－０２　Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｏｆ　ＴＮＦ—ａ・ＩＬ一６，ＴＧＦ—Ｂ　ａｎｄ　ＩＬ一９　ｉｎ　ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ　ＷＡＮＧ　Ｙｕ—ｂｉｎ　．ＣＨＥＮ　Ａｎ－ｒａｉｎ　ＧＵ０　Ｆｅｎｇ—ｊｉｎ　ｘＩＡ　Ｙｕ—ｊｕｎ　（１　Ｔｏｎｇｊｉ　Ｈｏｓｐｉｔａｌ，Ｔｏｎｇｊｉ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ　４３００３０，Ｐ・Ｒ・Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：［Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ］Ｔｏ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃａｒｔｉｌａｇｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｕｍｏｒ　ｎｅｃｒｏｓｉｓ　ｆａｃｔｏｒ　ａ（ＴＮＦ—ａ），ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ　ｇｒｏｗｔｈ　ｆａｃｔｏｒ　Ｂ（ＴＧＦ一１３），ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎ　６（１Ｌ一６），ＩＬ一９　ｉｎ　ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ　（ＯＡ）．［Ｍｅｔｈｏｄｓ］Ｔｈｅ　ｈｉｓｔｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｃａｒｔｉｌａｇｅｓ　ｂｙ　ｈｅｍａｔｏｘｙｌｌｉｎ—ｅｏｓｉｎ　ｓｔａｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｍｍｕｎｏｈｉｓｔｏ—　ｃｈｅｍｉｃａ１．Ｔｈｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ＴＮＦ—ａ，ＴＧＦ一８，ＩＬ一６　ａｎｄ　ＩＬ一９　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｉｎ　２０　ＯＡ　ｃａｓｅｓ　ａｎｄ　２　ｎｏｒｍａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌｓ．　［Ｒｅｓｕｌｔｓ－Ｉ　Ｔｈｅ　ＯＡ　ｃａｒｔｉｌａｇｅ　ｓｈｏｗｅｄ　ｆｉｂｒｏｐｌａｓｉａｓ．Ｔｈｅ　ｑｕａｎｔｉｔｙ　ｏｆ　ｃｈｏｎｄｒｏｃｙｔｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ　ａｎｄ　ｈｙｐｅｒｔｒｏｐｈｉｃ　ｃｅｌｌｓ　ｃａｍｅ　ｉｎｔｏ　ｂｅｉｎｇ．Ｌｉｔｔｌｅ　ＴＮＦ—ａ　ａｎｄ　ＩＬ一６　ｗａｓ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ　ｉｎ　ｎｏｒｍａｌ　ｃａｒｔｉｌａｇｅ，ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅｉｒ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｉｎ　ｄｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｃａｒｔｉｌａｇｅ　ｏｆ　ＯＡ（Ｐ＜０．０１）．［Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ－Ｉ　Ｔｈｅ　ａｂｎｏｒｍａｌ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ＴＮＦ—ａ，ＩＬ一６　ａｎｄ　ＴＧＦ一８，ＩＬ一９　ｉｓ　ｌｉｋｅｌｙ　ｔＯ　ｂｅ　ｔｈｅ　ｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ　ｏｆ　ｃａｒｔｉｌａｇｅ　ｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｕｍｏｒ　ｎｅｃｒｏｓｉｓ　ｆａｃｔｏｒ　ａ；ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎ；ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ　ｇｒｏｗｔｈ　ｆａｃｔｏｒ　ｐ；ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉ　骨关节炎（ＯＡ）的发病原因及机制尚不明确，一　种因素有关［１］。２００５年５月～２００６年１Ｏ月，我们对　ＯＡ患者关节软骨中的肿瘤坏死因子ａ（ＴＮＦ—ａ）、转　例（男女各１例），年龄分别为２３岁和２８岁，无ＯＡ　般认为与外伤、软骨代谢异常、免疫异常和增龄等多　病史，术中取正常关节软骨。　１．２研究方法手术后１　ｈ内将关节软骨用生理盐　水冲洗，切成１．０　ｅｒｎ×０．８　ｅｒｎ×０．５　ｅｒｎ小块，１Ｏ　中性多聚甲醛固定，常规石蜡包埋，５　ｍ切片。一部　化生长因子１３（ＴＧＦ一』３）、白细胞介素一６（ＩＩ　一６）和白细　胞介素一９（ＩＩ　一９）进行了检测，探讨细胞因子的表达　变化在ＯＡ发病中的作用。　１材料与方法　１．１　临床资料ＯＡ患者共计２Ｏ例，男９例，女１１　分切片行ＨＥ染色，光镜下观察关节软骨细胞的组织　形态。一部分切片用免疫组化ＡＢＣ法染色，光镜下　选取不同视野观察并照相，用显微图像分析系统测　定软骨组织中ＴＮＦ—ａ、ＴＧＦ—Ｂ和ＩＩ　一６、ＩＩ　一９的平均　例；年龄４６～７２岁。均符合Ａｌｔｍａｎ等　制定的ＯＡ　光密度值。　诊断标准。分别行人工膝关节置换术及全膑切除术，　术中留取关节软骨。对照组为因意外受伤截肢患者２　１．３统计学方法采用ＳＰＳＳ１０．０统计软件。计量　资料用－ｚ４－Ｓ表示。数据比较用Ｍａｎｎ—Ｗｈｉｔｎｅｙ“非　参数检验。Ｐ≤０．０５为差异有统计学意义。　＊通讯作者　２　结果　】】　维普资讯 http://www.cqvip.com 山东医药２００７年第４７卷第１２期　２．１　ＨＥ染色结果　ＯＡ早期关节软骨表层略不平　整，有小裂隙；中深层有少量簇聚的软骨细胞和单个　肥大的软骨细胞，潮线断裂，或出现双重潮线。中期　表层不平整，裂隙深达中、深层；细胞周晕消失，细胞　致密，外形不规则，核膜不清，中、深层细胞排列紊　伤，胶原暴露，导致细胞因子大量产生。细胞因子的　病理性增多，一方面使基质金属蛋白酶（ＭＭＰ）的表　达增多，细胞外基质的合成与降解失衡；另一方面　ＴＮＦ—ａ和ＩＩ　一６又可作为炎性因子导致免疫反应的　加重；同时，ＴＮＦ—ａ还可以刺激软骨细胞产生更多的　一乱，有大量簇聚软骨细胞和肥大软骨细胞。后期软骨　表层不完整甚至缺失，软骨下骨外露，形成骨赘、象　牙骨和骨质增生；有深至软骨下骨的裂隙；细胞数目　氧化氮，细胞凋亡加剧。本研究发现，在ＯＡ患者　关节软骨中，ＴＮＦ—ａ不仅在表层，甚至在中、深层软　骨细胞中均呈过量表达。在ＯＡ中、后期的病变软骨　中，ＩＬ一６在全层均有过量表达。ＩＩ　一６表达增多还将刺　减少，排列紊乱，有大量簇聚软骨细胞，潮线消失，基　质染色明显不均，细胞的电子密度明显增加，胞核、　胞质结构无法辨认，可见核固缩、碎裂或溶解；在钙　化的组织中可见软骨细胞坏死。　２．２　ＴＮＦ—ａ、ＴＧＦ—　和ＩＩ　一６、ＩＩ　一９检测结果见表　１、２、３、４。　表１关节软骨组织ＴＮＦ—ａ的表达（光密度值，　±ｓ）　关节软骨　表层　深层　注：与正常软骨相比，。Ｐ＜０．０１　表２关节软骨组织ＴＧＦ一口的表达（光密度值，　±ｓ）　关节软骨　表层　深层　ＯＡ软骨０．２１４６土０．０１０６　０．２１６９±０．０１９８　正常软骨０．２２０６土０．０１６０　０．２３３６４－０．０１８０　注：与正常软骨相比，Ｐ＜０．０１　表３关节软骨组织ＩＬ一６的表达（光密度值，　±ｓ）　关节软骨　表层　深层　注：与正常软骨相比，　Ｐ＜０．０１　表４关节软骨组织ＩＬ一９的表达（光密度值，　±ｓ）　关节软骨　表层　深层　注：与正常软骨相比，。Ｐ＜０．０１；与ＯＡ中期软骨相比，　Ｐ＜　０．０１　３讨论　本研究发现，与正常关节软骨相比，ＯＡ患者关　节软骨细胞及其周围间质组织均出现明显的退行性　变，致使关节软骨完整性丧失，并出现裂隙，与文献　报道［２　一致。　正常情况下关节软骨基质的分解与合成是通过　分解性细胞因子和合成性细胞因子的平衡来维持　的。分解性细胞因子ＴＮＦ—ａ、ＩＬ一６抑制软骨细胞分裂　和蛋白聚糖的合成。当ＯＡ发病时，软骨细胞出现损　】２　激更多的ＭＭＰ表达，大量软骨基质被降解，成纤维　细胞胶原合成亦受阻，软骨损伤进一步加重。　研究发现，ＴＧＦ—　在正常软骨中有少量表达，主　要分布在软骨的表层。在ＯＡ早期和中期，受损的软　骨细胞为了自身修复，大量分泌ＴＧＦ—　，以促进Ⅱ型　胶原、蛋白多糖等成分的合成。另外，受损软骨细胞　大量产生的ＭＭＰ也激活了ＴＧＦ—ｐ的产生。但是随　着软骨细胞的进一步破坏，正常的软骨细胞逐渐消　失，并产生了大量异常的细胞，导致ＴＧＦ—　的表达减　少。　ＩＬ一９在正常软骨表层表达明显，在ＯＡ中期软　骨表层其表达依然明显，但晚期表达明显减少。结合　ＩＬ一９具有刺激活化Ｔ、Ｂ淋巴细胞，促进其产生ＩｇＧ、　ＩｇＥ等免疫球蛋白，以及通过其受体促进中性粒细胞　产生ＩＬ一８的特点，我们推测ＩＩ　一９在ＯＡ发病中是起　到了合成性细胞因子的作用。　总之，在ＯＡ早期，合成性细胞因子与分解性细　胞因子的量大致平衡，如治疗不及时，更多的软骨细　胞出现退行性改变，导致大量的分解性细胞因子的　表达，软骨细胞损伤加剧，并阻碍Ⅱ型胶原、基质糖　蛋白的合成。同时病理性增多的分解性细胞因子还　激活了ＭＭＰ的产生，后者又降解了更多的胶原纤　维与蛋白多糖，使软骨细胞生活环境继续恶化。到　ＯＡ中，后期，分解性细胞因子的表达已明显多于合　成因子，软骨细胞的修复能力已大大降低。ＯＡ晚期，　软骨细胞大量损伤、死亡，分解性细胞因子和ＭＭＰ　的量相应减少，但损伤依然继续。　［参考文献］　［１］Ａｌｔｍａｎ　Ｒ，Ａｓｃｈ　Ｅ，Ｂｌｏｃｈ　Ｄ．ｅｔ　ａ１．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｒｉｔｅｒｉａｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ　ｏｆ　ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ：ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｋｎｅｅ［Ｊ］．Ａｒｔｈｒｉｔｉｓ　Ｒｈｅｕｍ，ｌ９８６，２９（２）：　ｌ０３９一ｌ０４９．　［２］郭秦炜．田得祥．敖英芳．骨性关节炎关节软骨中１、Ⅱ、Ⅲ及ｘ　型胶原的分布［Ｊ］．中国运动医学杂志，２００２，２１（３）：２２８—２３１．　［３］汤慧华，冯忠军　郭晓华，等．ＩＬ一６及ＴＮＦ．ａ在类风湿关节炎免疫　发病机制中的作用［Ｊ］．中华风湿病学杂志，ｌ９９８，ｌ２２（４）：２３６—　２３８．　（收稿日期：２００７—０１—０８）