蛋白多糖与骨性关节炎的研究

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1、162第1i届奎国中西医结合骨伤科学术研讨会论文汇编蛋白多糖与骨性关节炎的研究王玉泉宋敏甘肃中医学院兰州730000骨性关节炎(osteoarthritis，OA)以其高发病率及由此产生的病废，生活质量下降等问题已引起人们的广泛关注，但至今其发病机制并不完全清楚·OA的原发病变在关节软骨。以往人们对软骨细胞和基质胶原成分研究较多，而对基质中另一主要成分蛋白多薷(proteoglycan，PG)未引起足箍重视。进来分子生物学的研究进展向人们揭示：陌在缅胞问信息传递．维持缅胞表型，与其他基质问相互作用及保持组织整体功能方面发挥着极其

2、重要的生物学功能Ⅲ。1蛋白多糖的生物化学组成蛋白多睹(PG)是～类非常复杂的大分子藉复台物，主要由糖胺聚糖(GAG)链共价连接于核心蛋白所组成蜘。分子量从ll至220kd·在软骨中蛋白聚糖以巨大分子聚集体存在，许多巨大的单体可能非共价地连或聚集在一根中央丝上，该中央丝由透明质酸的重复二糖单位构成其总分子量可达到几千万道尔顿单位。现有研究表明，核心蛋白的分子量与构型具有多样性咖，这些多肽的氨基酸组成在不同的物种与组织中差别很大，但通常都不舍半胱氨酸．而富含谷氨酸，丝氨酸及苏氨酸。氨基酸序列分析显示有不同功能区的存在硼。过去GAG常

3、被称为酸性粘多糖，GAG的基本构成区段与重复单位由数目不等的相同的或类似的=糖单位构成。C8mey啪等已发现了许多氨基葡聚糖类物质的重要结构，包括透明质酸(m)、4一或6-硫酸软骨素(cs)、肝素(Hep)、硫酸乙酰肝素(Hs)、硫酸皮肤素(Ds)及硫酸角质素(KS)。2蛋白多糖的生化特性蛋白多糖可根据在离心时的浮力密度差异进行分类。低密度蛋白多糖群体一般为低分子量的分子群，主要由携带着一条或两条GAG链的核心蛋白组成．核心蛋白上也可能存在N_和／或o．连接的寡糖啪，这种蛋白多糖是软骨中的主要类型，也是细胞外的各组成部分(例如胶

4、原、纤维结合素)的主要生物粘合剂。高密度的蛋白多糖的分子量比低密度型的分子量大的多。并且可分为非聚集型与聚集型两类。在软骨中．最主要的高密度蛋白多糖类型是聚集型，它由许多蛋白多糖亚单位组成，这些蛋白多糖亚单位与透明质酸连接，形成非常大的分子结构。30A时关节软骨基质中蛋白多糖的变化在0A的病理过程中，有许多基质参与pG的破坏过程。首先是机械因素，过度的应力集中，使软骨细胞的表型改变【5】，导致PG代谢的异常增加，早期合成多于分解。随着细胞功能的丧失，PG的分解多于合成，最终PG大量丢失。其次许多酶类参与PG的降解过程，主要包括金

5、属蛋白酶家族啪和软骨蛋白多糖醇叫。酶作用的结果是直接导致PG的降解，同时也激活一些细胞活性因子，这些小分子蛋白通过复杂的网络调节，直接或间接的促进PG的降解。此外基质中胶原和PG结构的破坏也可引起免疫反应。反过来更加剧PG的破坏咖。以上共同作用的结果导致0A时PG从基质中迅速丢失。有研究显示，0A不同时期的GAG台量均明显低于正常组，尽管形态学部分发现4周时软骨完整性尚好，也见到明显合成代谢增加的表现。但此时软骨基质中因胶原损害，组织水合增加“】，相对GAG的含量已明显减少，说明PG的分解代谢更强。P6的丢失在中晚期表现的更为明

6、显。关节软骨基质中GAG主要包括cs、Ks、

7、IA。一定的cs、Ks含量比，一定的}I^的量和其他功能基因对保证整个分子发挥其生理功能非常重要。内部结构的改变将直接影响到其功能，也就是说在GAG的转化过程中。新生的GAG不仅要有量也要有质。如上所述，在综合因素作用的结果下，在0A时基质中的PG总量丢失其内部结构也发生变化，新合成的PG是不成熟的，类似于胎儿时期特征“∞。在增龄过程中也有类似的改变，但与0A的病理状态下的改变并不相同。国外文献“o对0A和增龄时GAG各组分的变化已有研究，但并不系统和全面．甚至有矛盾的结论。有研究发

8、现随增龄和0A发展，卧的变化表现出相反的结果，随增龄IIA增多，随0A发展II^减少．其可能原因是，随增龄出现的是一些糖连缩短的lIA分子。虽然其分子总数增多，但形成PG聚集体的能量下降，而0A时更多是病理性破坏所致，避=者的结果都是PG聚集体的破坏。PG的解幕，蠢初的裂解是在核心蛋白连接区和主要的cs．Ks连接区，这是限制PG在细胞外基质中生存的关键一步。因为它分割了PG的可聚部分和提供主要生理功能的GAG连接区，失去大分子的屏障和保护作用，单体在诸多酶的作用下，破坏和丢失将明显加速。GAG因含有丈量阴离子基团而具有高度水合排

9、斥其他大分子及屏障作用，其阴离子主要是sOz-4。GAG对东和Ca2+．、

10、￡F■K+．、Na+等阳离子具有较大的亲和力，对保持结缔组织的水分及调节阳离子在组织的分布有重要意义，是基质肿胀压的物质基础。有研究发现在OA中GAG的硫酸化程度减低，并随病变进展而加重