医药学论文：一氧化氮与软骨损伤

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，两种酶在多种细胞中共同存在，但相对水平不同。自发型需要Ca2+/Ca2+通道参与〔8〕，蛋白激酶C(PKC)、cAMP依赖蛋白激酶(PKA)等通过磷酸化NOS调节其活性〔9〕。自发型仅产生少量NO。而诱导型在细胞因子如白细胞介素-1(IL-1)、肿瘤坏死因子(TNF)等和脂多糖(LPS)刺激数小时后即产生大量NO，其活性依赖于mRNA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〕。
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：
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。
2　NO对蛋白聚糖(PG)代谢的影响
在酵母多糖引起的小鼠膝关节模型中，PG合成明显抑制，软骨细胞对IGF作用变得不敏感，但iNOS基因缺失小鼠和抗IL-1治疗小鼠合成PG的能力没有明显被抑制，软骨细胞对IGF的反应性没有明显变化。iNOS基因缺失小鼠关节内注射IL-1不能改变PG的合成，组织学检查iNOS基因缺失小鼠和抗IL-1治疗小鼠软骨PG丢失明显减轻〔19〕。在体外，IL-1诱导体外培养软骨细胞产生大量NO，同时强烈抑制PG合成，L-NMMA能抑制IL-1引起的NO产生，减轻IL-1对PG合成的抑制，但L-NMMA不能完全恢复PG的合成。NO供体亚硝基乙酰青霉胺(SNAP)可以模仿IL-1的作用，但在程度上不及IL-1。IL-1抑制PG合成可能通过一种以上途径，NO仅是其中一种〔21〕。用体外培养软骨组织作实验，L-NMMA完全抑制IL-1和滑膜细胞因子((CAF)诱导NO产生，同时减轻PG合成的抑制。SNAP可以模仿IL-1和CAF的作用。NO是IL-1和CAF抑制PG合成的介质〔22〕。
目前发现16种MMP与结缔组织病有关。关节软骨中存在MMP-1、2、3、8、9、13等。正常条件下，除MMPs-2外，其它与软骨组织生长、分化过程有关。但在IL-1刺激和在关节炎条件下，除MMP-2外，其它MMPS均可上调。关节炎软骨破坏与MMPs和金属蛋白酶组织抑制剂(TIMPs)关系密切，MMPs和TIMPs在正常情况下处于平衡状态，在IL-1刺激和在关节炎条件下，平衡被打破，MMPs增加而TIMPs减少，软骨基质分解增强。现在研究认为，NO与IL-1刺激MMP-9产生有关。