当前位置: 首页 > 期刊 > 《中华风湿病学杂志》 > 2000年第6期
编号:10273230
骨关节炎患者滑膜及软骨中转化生长因子β受体的表达
http://www.100md.com 《中华风湿病学杂志》 2000年第6期
     作者:郑毅 陆江阳 孙笑非 杨毅

    单位:郑毅(北京,海军总医院内分泌风湿科 100037);孙笑非(北京,海军总医院内分泌风湿科 100037);陆江阳(解放军304医院病理科);杨毅(解放军304医院病理科)

    关键词:受体,转化生长因子β;骨关节炎;滑膜;软骨

    中华风湿病学杂志000610 【摘 要】 目的 了解骨关节炎滑膜和软骨中转化生长因子β Ⅰ类受体和转化生长因子βⅡ类受 体的分布及变化,探讨滑膜转化生长因子β受体与骨关节炎发病和治疗的关系。 方法 应用免疫组织化学方法对26例骨关节炎及3例正常滑膜和软骨中转化生长 因子β Ⅰ类受体和转化生长因子β Ⅱ类受体及转化生长因子β1的分布和阳性程度进行 观察。结果 全部骨关节炎患者滑膜和软骨标本转化生长因子β Ⅰ 类受体染色阳性,阳性细胞包括滑膜衬里细胞、滑膜下层血管内皮细胞、间质巨噬细胞和软 骨细胞,阳性颗粒位于细胞浆中。转化生长因子β Ⅱ类受体在骨关节炎滑膜和软骨中的分 布部位和阳性程度与转化生长因子β Ⅰ类受体相似。结论 在OA滑 膜和软骨中TGFβ的信号传递媒介尚丰富,对抑制炎症过程、帮助局部组织修复有重要作用 。
, http://www.100md.com
    Immunohistochemistry of transforming growth factor-beta receptor in syn ovium and articular cartilage of patients with osteoarthritis

    ZHENG Yi LU Jiangyang SUN Xiaofei

    (Department of endocrinology and Rheumat ology,Navy General Hospital,Beijing 100037,China)

    【Abstract】 Objective The expression of trans forming growth factor-beta receptor-Ⅰ (TGFβRⅠ) and transforming growth fact or-beta receptor-Ⅱ (TGFβRⅡ) in the synovium and the articular cartilage of patients with osteoarthritis were studied,to explore the possible relationship b etween the transforming growth factor-beta receptor and the pathogenesis and tr eatment of osteoarthritis.Method The distribution and positive levels of TGFβRⅠ,TGFβRⅡ and TGFβ1 in the synovium and articular cartilag e from 26 patients with osteoarthritis and 3 patients with trauma were studied,u sing Immunohistochemial methods.Results Immunohistochemical sta ining of TGFβRⅠ showed positive in all synovial samples in patients with osteo arthritis.The positive staining of TGFβRⅠ was found in most synovial lining ce lls,endotheliocyte and the macrophage in subsynovial layer with osteoarthritis,e specially macrophage-like synoviocyte.The positive particles were distributed i n the cytoplasma.The distribution and staining levels of TGFβRⅡ in synovium an d articular cartilage of patients with osteoarthritis were similar to those of T GFβRⅠ.Positive stainings for TGFβRⅠ, TGFβRⅡ and TGFβ1 were found in ove r half of chondrocytes.Conclusion It is suggested that vehicles of signal trasmission of TGFβ are rich in the synovial membrane and cartilage. There is an important effect of TGFβ receptor on inhibiting inflammatory proces s and helping to repair local tissue.
, 百拇医药
    【Key words】 Receptor,transforming growth factor-beta; Osteoarthritis; Synovial membrane; Cartilage

    随着生物技术的发展,基本揭示转化生长因子β(transforming growth factor β,TGFβ) 是一类在发育、免疫反应和组织修复中起调节作用的生长和分化因子。它具有双向性、多样 性和网络性,在免疫、炎症及纤维化性疾病中有重要作用。转化生长因子β是通过转化生长 因子β受体(transforming growth factor β receptor,TGFβR)的信号调节系统作为重要 的媒介作用于细胞的。本研究应用免疫组织化学方法检测骨关节炎患者滑膜和软骨中转化生长因子βⅠ类受体(transforming growth factor β receptor Ⅰ, TGFβRⅠ)和转化生长因子βⅡ类受体(TGFβRⅡ)的分布及变化,探讨转 化生长因子β的信号调节系统在骨关节炎患者局部炎症和组织修复中的作用。
, http://www.100md.com
    1 材料和方法

    1.1 标本采集:骨关节炎滑膜及软骨组织26份,均为膝关节关节镜手术活检标本。全部病 例符合美国风湿病学院关于骨关节炎的临床及放射学标准。年龄41~69岁,男性9例,女性1 7例,病程3~21年,骨关节炎的放射学分级为轻度至重度。曾应用非甾体抗炎药治疗。全部 标本立即以10%甲醛固定,石蜡包埋,做4~5 μm切片待用。正常滑膜及软骨组织3份,取自 外伤但未累及关节的病例。

    1.2 试剂:转化生长因子βⅠ类受体抗体为美国Santa Cruz公司产品,是兔IgG多抗,转 化生长因子βⅠ类受体的p55构型特异,与转化生长因子βⅡ类受体的p70无交叉反应,与其 他激酶亦无交叉反应。转化生长因子βⅡ类受体抗体为美国Santa Cruz公司产品,是兔IgG 多抗,与转化生长因子βⅠ类受体无交叉反应,与其他激酶亦无交叉反应。转化生长因子β 1免疫组织化学试剂盒为美国Genzyme公司产品。
, 百拇医药
    1.3 方法:①HE染色,观察骨关节炎滑膜和软骨的病理改变。②免疫组织化学染色,采用 超敏SP免疫组织化学方法观察转化生长因子βⅠ类受体、转化生长因子βⅡ类受体及转化生 长因子β1在骨关节炎滑膜和软骨中的分布及变化。具体方法如下:标本常规脱蜡至水, 先后加入过氧化酶阻断溶液及正常羊血清孵育,再依次加一抗、生物素标记二抗、链亲和素 -过氧化物酶溶液及DAB溶液,其间均充分水洗,苏木素复染封片观察。免疫组织化学染色 按阳性和阴性分类。阳性判断标准:淡棕黄色染色为轻度阳性,棕黄色染色为中度阳性,深 棕黄色染色为强阳性。未着色为阴性。对照试验采用替代试验,用PBS替代一抗,余步骤同 上述试验方法。

    2 结 果

    2.1 骨关节炎滑膜和软骨HE染色:骨关节炎患者滑膜衬里层细胞增厚,部分区域滑膜衬里 细胞达5~8层,滑膜细胞肥大,以巨噬细胞样细胞增多为主,有少量淋巴细胞浸润。滑膜下 层毛细血管轻度增生。软骨基质苏木素染色加深,软骨细胞减少、分布不均,少数软骨细胞 变性、坏死。
, http://www.100md.com
    2.2 骨关节炎滑膜和软骨转化生长因子βⅠ类受体、转化生长因子βⅡ类受体及转化生长 因子β1免疫组织化学染色:全部骨关节炎患者滑膜标本转化生长因子βⅠ类受体染色阳 性,其中大多数滑膜衬里细胞转化生长因子βⅠ类受体染色阳性(图1),特别是巨噬细胞样 细胞染色多呈强阳性,阳性颗粒位于细胞浆中,呈颗粒或团块状,为褐黄色至深黄色。滑膜 下层部分血管内皮细胞、间质巨噬细胞等阳性或弱阳性。全部骨关节炎患者软骨标本转化生 长因子βⅠ类受体染色阳性,约半数以上的软骨细胞转化生长因子βⅠ类受体染色阳性或强 阳性(图2)。转化生长因子βⅡ类受体在骨关节炎滑膜和软骨中的分布部位和阳性程度与转 化生长因子βⅠ类受体相似(图3、4)。在正常滑膜和软骨中转化生长因子βⅠ类受体和转化 生长因子βⅡ类受体分布部位与骨关节炎相似,只是阳性程度略低于骨关节炎滑膜及软骨的 情况。

    26例骨关节炎滑膜标本中有19例转化生长因子β1染色阳性,阳性细胞包括滑膜衬里细胞 和滑膜下层细胞,多分布于巨噬细胞样细胞,其阳性细胞数明显少于转化生长因子βⅠ类受 体和转化生长因子βⅡ类受体的阳性细胞数,一般阳性程度为中度阳性。26例骨关节炎软骨 标本中有15例转化生长因子β1染色阳性,阳性细胞为软骨细胞,阳性程度为中度阳性或 弱阳性。正常滑膜及软骨中转化生长因子β1阳性细胞分布部位与骨关节炎相似,但数量 较少,阳性程度较低。
, 百拇医药
    上述替代试验均为阴性。

    3 讨 论

    转化生长因子β是一种多效能生长因子,可刺激细胞外基质分泌,促进糖蛋白转化,参与多 种免疫细胞的生长和分化,拮抗炎症细胞因子的作用,从而在组织修复和调节炎症过程中起 重要作用[1]。有研究认为转化生长因子β是一种潜在的白细胞介素-1和白细 胞介素-6的抑制剂,可以通过自分泌和旁分泌的形式作用于相应或相邻的细胞,或直接作 用于及通过滑液弥散入滑膜和软骨细胞中,作为调节性细胞因子控制关节炎症。在链球菌细 胞壁导致的鼠关节炎模型中,用转化生长因子β作关节腔内注射,可以控制急性或慢性关节 炎[2]。还有研究发现在类风湿关节炎滑膜中,转化生长因子β存在于63%的滑膜衬 里细胞,45%的间质巨噬细胞和48%的血管内皮细胞中。在骨关节炎和正常滑膜中仅存在很少 的转化生长因子β阳性细胞[3]。提示转化生长因子β可能作为一种炎症、纤维化 及血管生长的调节因子参与了类风湿关节炎的病变过程。我们曾对转化生长因子β在类风湿 关节炎和骨关节炎滑膜中的变化进行了初步的研究,证实转化生长因子β与类风湿关节炎和 骨关节炎的发生发展过程有一定的关系[4,5]
, http://www.100md.com
    近年研究发现有9种转化生长因子β的膜结合蛋白,它们是转化生长因子β作用于细胞的重 要媒介。其中有两种与转化生长因子β有特异性高亲和力的膜蛋白被认为是参与了转化生长 因子β的信号传递,它们广泛分布于转化生长因子β的反应性细胞表面,称为转化生长因子 βⅠ类受体和转化生长因子βⅡ类受体[6]。不存在这两种受体的肺表皮变异体细 胞对转化生长因子β无反应,证实转化生长因子β是通过转化生长因子β受体发挥作用的。 这两类受体均是糖蛋白,二者对转化生长因子β1的亲和力高,对转化生长因子β2的 亲和力低。还发现转化生长因子βⅠ类受体可能与G蛋白相连,加入转化生长因子β可增加G 蛋白中GPT的活性。转化生长因子β受体并显示出自身磷酸化的活性,是否通过此激酶引起 细胞的信号传递尚无报道。有人对银屑病皮肤内皮细胞中的转化生长因子β受体进行研究发 现,转化生长因子β1可以阻断淋巴细胞对正常皮肤血管内皮细胞的黏附作用,但不能阻 断淋巴细胞对银屑病皮肤血管内皮细胞的黏附作用,进一步研究显示,银屑病皮肤血管内皮 细胞中高亲和力的转化生长因子β受体的数目明显减少,其中转化生长因子βⅡ类受体自动 磷酸化功能下降,提示转化生长因子β受体表达和功能下降可能影响了转化生长因子β的免 疫负调节作用,有利于淋巴细胞浸润于银屑病皮损处[7]。Taketazu等[8] 研究发现,类风湿关节炎滑膜层细胞有数目丰富的转化生长因子βⅡ类受体,在炎症较重区 域的转化生长因子βⅡ类受体信号表达明显增强,表明转化生长因子β受体表达的增强与炎 症程度有关。因此,转化生长因子β要发挥作用,不仅取决于本身水平高低和活性大小, 也取决于TGFβ受体的存在数目和功能强弱。本研究发现骨关节炎滑膜大多数衬里细胞及半 数以上的软骨细胞转化生长因子βⅠ类受体和转化生长因子βⅡ类受体阳性,分布较广,提 示在骨关节炎滑膜和软骨中转化生长因子β受体数目的尚丰富,显示转化生长因子β的信号 传递媒介较充足,可能对抑制炎症过程、帮助局部组织修复有一定的作用。
, http://www.100md.com
    本研究显示骨关节炎滑膜和软骨细胞中TGFβ1阳性,证实TGFβ多来源于T细胞、单核细胞 、血小板及分化活跃的组织细胞的理论。其滑膜细胞中TGFβ1阳性细胞数和阳性程度与他 人报道有一定差异,可能与标本来源于不同病程和不同病变程度的骨关节炎患者有关。本研 究显示骨关节炎滑膜细胞中TGFβ1阳性细胞数和阳性程度明显低于转化生长因子βⅠ类受 体和转化生长因子βⅡ类受体阳性细胞数和阳性程度,提示以转化生长因子β减少为主。设 想对骨关节炎病人,在给予外源性转化生长因子β的基础上,还可通过刺激增加滑膜及软骨 中转化生长因子β受体数量和活性,使转化生长因子β充分发挥作用,提高组织修复能力, 改善骨关节炎病情,为骨关节炎治疗开辟新途径。

    图1 骨关节炎滑膜中大多数细胞转化生长因子βI类受体染色阳性 超敏SP法×400
, 百拇医药
    图2 骨关节炎软骨中约半数以上的软骨细胞转化生长因子βI类受体染色阳性 超敏SP法×400

    图3 转化生长因子βII类受体在骨关节炎滑膜中的分布部位和阳性程度与转化类受体相似 超敏SP×400

    图4 转化生长因子βII类受体在骨关节炎软骨中的分布部位和阳性程度与转化生长因子βI类受体相似 超敏SP法×400

    参 考 文 献

    1,Chu CQ,Field M,Abney E,et al.Transforming growth factor-beta 1 in rhe umatoid synovial membrane and cartilage/pannus junction.Clin Exp Immunol,1991,86 :380-386.
, http://www.100md.com
    2,Brandes ME,Allen JB,Ogawa Y,et al.Transforming growth factor-beta 1 s uppresses acute and chronic arthritis in experimental animals.J Clin Invest,1991 ,87:1108-1113.

    3,Szekanecz Z,Haines GK,Harlow LA,et al.Inceased synovial expression of transforming growth factor (TGF)-β receptor endoglin and TGF-β1 in rheumat oid arthritis:possible interactions in the pathogenesis of the disease.Clin Immu nol Immunopathol,1995,76:187-194.
, 百拇医药
    4,郑毅,任建,施海燕,等.类风湿关节炎中转化生长因子β1和细胞间黏附分 子的变化.中华风湿病学杂志,1998,2:21-24.

    5,任建,郑毅,黄火高,等.骨关节炎滑膜细胞间黏附分子-1和转化生长因子- β1表达的研究.中华风湿病学杂志,1999,3:104-105.

    6,孔晓红.转化生长因子β在糖尿病肾病中的作用.国外医学内科学分册,1996, 16:72-75.

    7,Cai JP,Falanga V,Taylor JR,et al.Transforming growth factor-beta rece ptor binding and function are decreased in psoriatic dermal endothelium.J Invest Dermatol,1996,106:225-231.

    8,Taketazu F,Kato M,Gobl A,et al.Enhanced expression of transforming gro wth factor-beta s and transforming growth factor-beta type Ⅱ receptor in the synovial tissues of patients with rheumatoid arthritis.Lab Invest,1994,70:620-6 30.

    收稿日期:1999-12-01, 百拇医药