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　　一氧化氮与软骨损伤论文 关键词：一氧化氮(NO)软骨破坏 关键词： 一氧化氮(NO)在不同的生物系统中充当调节和效应因子〔1～5〕，如作为神经递质在神经系统中发挥作用，松驰平滑肌，抑制血小板聚集，介导细胞增殖抑制和非特异抗微生物防御反应。近来研究发现NO参与软骨破坏的病理过程。 NO由一氧化氮合酶(NOS)催化L-精氨酸产生，需要烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAPDH)、四氢叶酸和分子氧作为辅助因子〔6〕。新生成的NO在局部激活鸟苷酸环化酶，升高细胞内cGMP水平，发挥生物学效应〔7〕。NOS按表达方式分为自发型(包括神经型和内皮型)和诱导型(iNOS)两种.freelRNA的产生和蛋白表达，与Ca2+/Ca2+通道无关。iNOS在不同细胞中的质和量不同，在人肝细胞中NO的诱导需要IL-1、TNF、LPS和干扰素(IFN)联合刺激，而IL-1单独刺激血管平滑肌细胞产生NO。软骨细胞在IL-1、LPS和TNF单独刺激下产生大量NO，作用具有协同性〔10〕。 编码人软骨细胞iNOS的cDNA已被克隆，是一条4.5kb的单链，编码一条1153个氨基酸序列的长链蛋白〔11〕。与鼠巨噬细胞iNOS相比，cDNA具有78%同源性，蛋白质具有88%同源性。与鼠巨噬细胞NOS相比，同源性较低。iNOS和NOS都有黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、黄素单核苷酸(FMN)、NAPDH和钙通道结合位点。糖皮质激素和非甾体抗炎药在其他细胞能抑制iNOS的表达，但对软骨细胞iNOS的表达无影响〔12〕。有资料报道软骨细胞内Ca2+浓度升高可减少iNOSmRNA的稳定性，软骨细胞iNOS是一种钙依赖的新型合酶〔13〕。PKC、PKA等与软骨细胞iNOS活性无关，而酪氨酸激酶(PTK)激活可以促进软骨细胞iNOSmRNA产生和蛋白表达〔14〕。 关节炎后期软骨破坏严重，导致关节失去运动功能。软骨破坏与细胞因子如(IL-1、TNF等)〔15〕和细菌毒素直接刺激有关，而IL-1、TNF等引起软骨损伤部分是由NO介导的。关节内NO主要来源于滑膜成纤维细胞和软骨细胞，骨细胞受刺激后产生少量的NO，炎症期间渗透到关节腔的单核细胞几乎不产生NO。其中只有软骨细胞在IL-1、TNF和LPS单独刺激下产生NO，滑膜细胞、骨细胞仅在IL-1、TNF和IFN联合刺激下才能产生NO〔16〕。正常软骨和关节炎软骨细胞在细胞因子刺激下都能产生NO。NO对软骨的损伤主要表现在以下几个方面： 1 NO抑制软骨细胞增殖，诱导软骨细胞凋亡 IL-1抑制软骨细胞增殖是类风湿关节炎(RA)和骨关节炎(OA)中重要病理过程，这种作用可以导致软骨结构破坏，对抗生长因子如转化生长因子(TGF)和胰岛素样生长因子(IGF)的修复过程。IL-1抑制软骨细胞增殖的作用随着传代过程逐渐丧失。目前实验认为IL-1抑制软骨细胞增殖的作用与NO产生有关。 通过研究TGF和IL-1对1到10代软骨细胞作用时发现，IL-1和TGF对软骨细胞具有分化依赖性作用，而且这种作用与NO有关。在5代之前，IL-1抑制软骨细胞增殖，而TGF促进软骨细胞增殖。在以后的传代细胞中，IL-1和TGF作用完全相反。这些作用与IL-1和TGF抑制或促进NO产生有关。在5代以前，IL-1促进NO的产生，TGF不能刺激NO的产生，但可协同IL-1的作用。在6代以后，IL-1促进NO的产生不明显，IL-1由抗增殖变为促增殖，但TGF仍可协同IL-1促进NO的产生，对增殖作用由促增殖变为抗增殖，N-甲基-L-精氨酸(L-NMMA)可以逆转TGF的抗增殖作用〔17〕。用NO供体硝普钠(SNP)和NOS抑制剂L-NMMA进行实验，发现SNP能模拟IL-1抑制血清和TGF引起的软骨细胞增殖，而L-NMMA能逆转IL-1的抗增殖作用。SNP在体内自发释放NO从而抑制软骨细胞增殖，NO的抑制增殖作用可能是由前列腺E2介导〔18〕。软骨细胞暴露到NO或Fas抗体，在周围可形成许多凋亡小体，凋亡小体产生高水平焦磷酸，经IL-1和TGF预处理而上调。凋亡小体具有碱性磷酸酶和三磷酸核苷(NTP)焦磷酸酶活性，可沉淀钙，这种钙化在衰老和关节炎软骨中经常发现〔19〕。氧自由基可引起软骨细胞坏死，但NO诱导软骨细胞凋亡，软骨细胞凋亡是由氧自由基和NO平衡决定的。当NO处于主要地位时，细胞以凋亡为主；当氧自由基处于主要地位时，平衡向坏死移动〔20〕。 2 NO对蛋白聚糖(PG)代谢的影响 软骨细胞外基质(ECM)主要由Ⅱ型胶原和PG组成。PG以长链透明质酸为主干，干链上较短蛋白质连接硫酸软骨素A、C和硫酸角质素。软骨基质破坏由ECM合成和降解决定。关节炎后期ECM合成减少而降解增加，在猪、牛和兔实验中均存在这种趋势。其中胶原合成并不减少，非特