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目的骨关节炎(osteoarthritis, OA)是一种常见的多因素疾病,其流行趋势随着年龄的增加而递增。该病以关节软骨退变、滑膜无菌性炎症、骨赘形成为特征。其病因复杂,发病机制尚未完全阐明。目前的主要观点是在全身或局部致病因素的作用下,各种细胞因子介导蛋白酶水解酶表达升高,最终导致关节软骨基质破坏,其中蛋白酶类在软骨退变中起着决定性作用。研究表明组织蛋白酶K (cathepsin K)可降解大部分软骨基质成份,如Ⅱ型胶原、蛋白聚糖等。而滑膜的增生反应是关节结构破坏的重要参与者。通过检测cathepsin K及其抑制剂半胱氨酸蛋白水解酶抑制剂C (cystatin C)在骨关节炎滑膜中的表达情况,探讨cathepsin K和cystatin C与骨关节炎软骨退变之间的关系。材料和方法1收集32例因膝关节半月板损伤或关节炎行手术治疗患者的滑膜标本。其中OA患者符合美国风湿病学会(American College of Rheumatology,ACR)于2001年发布的OA诊断标准。根据骨关节炎X线检查Kellgren-Lawrence (K-L)分级标准将滑膜标本分为三组,正常组(K-L 0级)10例,男性8例,女性2例,年龄11-36岁(平均17岁)；骨关节炎早期退变组(K-LⅠ、Ⅱ级)10例,男性5例,女性5例,年龄43-62岁(平均50岁),严重退变组(K-LⅢ、Ⅳ级)12例,男性4例,女性8例,年龄49-80岁(平均67岁)。其中正常组为对照组,早期退变组和严重退变组为实验组。2收集的每个标本分为两份,其中一份立即用4%多聚甲醛固定,另一份放入-80℃冰箱保存备用。经4%多聚甲醛固定的滑膜标本48小时后常规经过脱水、透明、包蜡,然后用切片机切成5μm厚的切片。应用免疫组织化学SP法显色cathepsin K和cystatin C在各组滑膜中的表达。所用一抗为兔抗人cathepsinK单克隆抗体和小鼠抗人cystatin C多克隆抗体。取-80℃保存的滑膜标本黄豆粒大小,用Trizol提取组织中的总RNA,然后逆转录成cDNA,以β-actin为内参,行real-time PCR扩增目的基因和内参基因,比较在mRNA水平各组间两者的表达是否有差别。结果OA滑膜组织普遍存在不同程度的炎症反应,其主要表现为滑膜组织增生,色泽变暗红,可呈绒毛样改变。cathepsin K在骨关节炎滑膜组织中蛋白表达明显增加,特别是在骨关节炎退变早期,而在正常滑膜组织仅有少量表达。早期退变组及晚期退变组骨关节炎组滑膜组织中cathepsin K的表达较正常组明显升高,差异有统计学意义(p<0.01)；严重退变组的cathepsin K平均光密度较早期退变组降低,但无统计学差异(p>0.05)。从正常组到早期退变组再到严重退变组,cystatinC的平均光密度逐渐增高,差异无统计学意义(p>0.05)。在mRNA表达水平上,两个实验组的滑膜组织中cathepsin K的mRNA表达水平均显著高于对照组,差异有统计学意义(p<0.01)；严重退变组cathepsin K的mRNA表达水平较早期退变组升高,差异有统计学意义(p<0.05)。早期退变组较正常组和严重退变组cystatin C的mRNA表达水平高,有统计学差异(p<0.01)：正常组和严重退变组cystatin C的mRNA表达水平无差别(p>0.05)。结论关节滑膜参与了骨关节炎的病变过程,cathepsin K在骨关节炎滑膜组织中表达明显增高,特别是在关节退变早期更明显,提示其与骨关节炎软骨退变关系密切,这为骨关节炎的防治提供新的线索。而cathepsin K的内源性抑制剂cystatin C并未随着cathepsin K的增加而起到代偿作用,不足的cystatin C表达进一步加重了cathepsin K的关节软骨破坏作用。