Биомеханическая модуляция анаболической и катаболической активности, вызванной фрагментом коллагена, в конструкциях хондроцитов / агарозы.

В настоящем исследовании изучалось влияние фрагментов коллагена на анаболическую и катаболическую активность конструкций хондроцитов / агарозы, подвергнутых динамическому сжатию.

МЕТОДЫ

Конструкции культивировали в условиях свободного набухания или подвергали режимам непрерывного и прерывистого сжатия в присутствии N-концевых (NT) и C-концевых (CT) телопептидов, полученных из коллагена типа II и / или 1400 Вт (ингибирует индуцируемую азотную кислоту). оксидсинтаза (iNOS)). Анаболическая и катаболическая активности сравнивали с аминоконцевым фрагментом фибронектина (NH2-FN-f) и оценивали следующим образом: высвобождение оксида азота (NO) и содержание сульфатированного гликозаминогликана (sGAG) количественно определяли с помощью биохимических анализов. Высвобождение фактора некроза опухоли-альфа (TNF-альфа) и интерлейкина-1бета (IL-1beta) измеряли с помощью ELISA. Экспрессию генов матриксной металлопротеиназы-3 (ММР-3), матриксной металлопротеиназы-13 (ММР-13), коллагена типа II и фибронектина оценивали с помощью количественной полимеразной цепной реакции (кПЦР) в реальном времени. Для проверки данных использовались двусторонний дисперсионный анализ ANOVA и t-критерий с апостериорной поправкой Бонферрони.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Присутствие пептидов NT или CT вызывало умеренную или сильную дозозависимую стимуляцию продукции NO, TNFalpha и IL-1beta и ингибирование содержания sGAG. В некоторых случаях высокие концентрации телопептидов были столь же эффективны для стимуляции катаболической активности, как и NH2-FN-f. В зависимости от концентрации и типа фрагмента повышенные уровни NO и цитокинов подавлялись с помощью 1400 Вт, что приводило к восстановлению содержания sGAG. В зависимости от продолжительности и типа применяемого режима компрессии, стимуляции компрессией или инкубации с мощностью 1400 Вт или их комбинацией ингибированный телопептид или NH2-FN-f индуцировал высвобождение NO и продукцию цитокинов и повышенное содержание sGAG. Все фрагменты индуцировали экспрессию MMP-3 и MMP-13 в зависимости от времени. Этот эффект был обращен компрессией и / или 1400 Вт, что привело к восстановлению содержания sGAG и индукции экспрессии коллагена II типа и фибронектина.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Фрагменты коллагена, содержащие N- и C-концевые телопептиды, обладают зависимой от дозы катаболической активностью, подобной фрагментам фибронектина, и увеличивают продукцию NO, цитокинов и ММП. Катаболическая активность подавлялась динамическим сжатием или присутствием ингибитора iNOS, связывая репаративную активность обоих типов стимулов. Будущие исследования, которые исследуют сигнальные каскады хондроцитов в ответ на фрагменты матрикса с механическими воздействиями, могут предоставить полезную информацию для раннего лечения остеоартрита.

PubMed ID: 20462435

Название журнала: Arthritis research & therapy (ISSN: 1478-6362)

DOI: 10.1186/ar3009

Список авторов: Chowdhury Tina T, Schulz Ronny M, Rai Sonpreet S, Thuemmler Christian B, Wuestneck Nico, Bader Augustinus, Homandberg Gene A

Дата публикации: 2010/05/12

Молекулы в публикации: Коллаген типа I; Коллаген типа II; Фибронектины; Гликозаминогликаны; Интерлейкин-1бета; Пептидные фрагменты; Пептиды; Фактор некроза опухоли альфа; тримерный сшитый пептид коллагена I типа; Оксид азота; Сефароза; Матрикс металлопротеиназа 13; Матрикс металлопротеиназа 3;

Цитаты: - 20609261