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.2003:85-A补充2:106-10。
doi:10.2106/00004623-200300002-00014。

软骨细胞衰老在骨关节炎发病机制和限制软骨修复中的作用

附属公司

软骨细胞衰老在骨关节炎发病机制和限制软骨修复中的作用

詹姆斯·A·马丁等。 美国骨关节外科杂志. 2003.

摘要

背景:随着年龄的增长,骨关节炎的发病率增加,关节软骨修复的疗效降低。随着软骨细胞年龄的增长,它们合成更小、更不均匀的聚集蛋白分子和功能更少的连接蛋白,其有丝分裂和合成活性下降,对合成代谢机械刺激和生长因子的反应性下降。这些观察结果使我们假设,进行性细胞衰老会降低软骨细胞维持和恢复关节软骨的能力。

方法:为了验证这一假设,我们测量了27名年龄从1岁到87岁的捐赠者的人类关节软骨细胞的细胞衰老标记物(β-半乳糖苷酶表达、有丝分裂活性和端粒长度)。我们还评估了线粒体DNA、膜电位和数值密度。为了确定软骨细胞年龄变化是否可逆,我们用人类端粒酶基因(hTERT)和人类乳头状瘤病毒癌基因(E6和E7)转染人类关节软骨细胞。

结果:β-半乳糖苷酶的表达随年龄增长而增加(r=0.84,p=0.0001),而有丝分裂活性和端粒长度则分别下降(r=-0.77,p=0.001和r=-0.71,p=0.004)。端粒长度缩短与β-半乳糖苷酶表达增加和有丝分裂活性降低密切相关。随着种群加倍数量的增加,线粒体DNA降解,线粒体膜电位丧失,每个细胞的线粒体数量下降。将来自47岁供体的人类关节软骨细胞转染hTERT和人乳头瘤病毒原癌基因E6和E7,产生了一个细胞系,该细胞系完成了300多个群体的倍增,而正常细胞的上限是25个群体的倍增。用hTERT转导的细胞中端粒长度增加。

结论:这些发现有助于解释先前报道的软骨细胞合成活性、有丝分裂活性以及对合成代谢细胞因子和机械刺激的反应性与年龄相关的下降。他们还表明,体内软骨细胞衰老导致骨关节炎患病率随年龄增长而增加,软骨修复效果下降。端粒长度增加的永生细胞的产生表明,人类软骨细胞的衰老并非不可避免。

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