滑膜MMP-3对骨性关节炎患者病情的评估价值

胡振勇，辛海松

(黄骅市人民医院骨一科，河北 黄骅061100)

滑膜MMP-3对骨性关节炎患者病情的评估价值

胡振勇，辛海松

(黄骅市人民医院骨一科，河北 黄骅061100)

目的探讨滑膜基质金属蛋白酶3(MMP-3)对骨性关节炎患者病情的评估价值。方法选取2011年1月至2015年4月收治的骨性关节炎患者106例为骨性关节炎组，另选取滑膜皱襞综合征、单纯膝关节半月板损伤或者截肢的患者30例为对照组。Envision二步法检测滑膜MMP-3表达水平。结果骨性关节炎组与对照组MMP-3表达阳性细胞率分别为92.45%和20.00%，两组比较差异具有显著统计学意义(P＜0.01)；随着骨性关节炎患者病变程度升高，MMP-3表达水平逐渐升高，骨性关节炎患者病变程度与MMP-3表达水平呈正相关性(r=0.765，P=0.021)。结论MMP-3在骨性关节炎患者滑膜中呈高表达水平，其表达水平与病变程度相关，可作为判断骨性关节炎病情的重要指标。

骨性关节炎；基质金属蛋白酶(MMP-3)；表达

骨性关节炎(Osteoarthritis，OA)是一种常见的非炎性滑膜关节退行性疾病，其病因复杂、发病率高，主要以关节软骨损坏为病理特征，严重影响患者肢体功能和日常生活[1]。目前，骨性关节炎的发病机制尚不十分清楚，可能与软骨代谢异常、外伤、免疫、酶对软骨基质的降解等多种因素有关[2-3]。其中，基质金属蛋白酶家族(Matrix metalloproteinases，MMPs)的过度表达与活性增强在软骨基质的代谢中具有重要作用[4]。本文通过检测MMP-3在骨性关节炎患者不同病变程度滑膜中的表达水平，分析其在骨性关节炎发病中的作用。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2011年1月至2015年4月收治的骨性关节炎患者106例为骨性关节炎组，均行膝关节镜、关节置换或截肢手术。纳入标准：符合美国风湿病学会(ARA)制定的诊断标准[5]；肝、肾功能正常，合并无恶性肿瘤及全身感染性疾病；知情同意。根据Kellgren和Lawrence X线诊断标准将其分为Ⅰ级(34例)、Ⅱ、Ⅲ级(46例)和Ⅳ级(26例)。另外选取滑膜皱襞综合征、单纯膝关节半月板损伤或者截肢的患者30例为对照组。骨性关节炎组中男性46例，女性60例；年龄18～83岁，平均(56.5±11.2)岁；病程1～11个月，平均(4.5±2.2)个月。对照组中男性13例，女性17例；年龄22～81岁，平均(55.6±12.1)岁；滑膜皱襞综合征10例、单纯膝关节半月板损伤12例、截肢的患者8例。

1.2 方法

1.2.1 MMP-3的检测[6]采用Envision二步法进行MMP-3表达定位及半定量分析。严格按试剂盒说明书进行操作。标本经4 μm连续切片，置60℃烤箱60min烤干。经二甲苯脱蜡，酒精梯度水化至蒸馏水。3%过氧化氢室温处理15min，蒸馏水洗涤2min，微波修复抗原10min，滴加一抗：MMP-3兔抗人多克隆抗体(Abcam公司产品)用磷酸盐缓冲液(PBS)按1:100稀释，每张切片滴加稀释的一抗50µl，4℃孵育过夜。次日PBS冲洗切片3次，每次3～5min。每张切片滴加辣根酶标记的羊抗兔IgG50µl，在7℃恒温孵育30min。PBS冲洗切片3次，每次3～5min。每张切片滴加DAB50µl显色，苏木素复染，脱水，中性树脂封片。阴性对照以PBS缓冲液代替一抗。

1.2.2 结果判定[7]采用半定量积分法进行结果判定。对每张切片阳性细胞数及阳性细胞着色强度进行分级，确定阳性强度。MMP-3阳性细胞胞浆棕黄色或棕褐色颗粒，MMP-3阴性细胞仅胞细胞核着蓝色。-、+、++、+++分别记为0分、1分、2分和3分。每张切片随机抽取10个高倍镜下视野，计算阳性细胞百分数，阳性细胞数＜10%、10%～25%、25%～50%、50%～70%、70%～100%分别记为0分、1分、2分、3分和4分。阳性细胞数及阳性细胞着色强度两项之和1～3分为MMP-3低表达，4～7分为MMP-3高表达。

1.3 统计学方法 应用SPSS17.0统计软件进行数据分析，MMP-3表达阳性细胞率比较采用χ2检验，MMP-3表达水平与病变程度之间的相关性采用Pearson相关分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 MMP-3表达情况 MMP3在非骨性关节炎患者中呈弱阳性表达，细胞外基质中可见少许棕色颗粒分布；在骨性关节炎患者中表达多定位于胞浆，可见大量棕色及棕褐色颗粒，见图1。

图1 MMP3表达情况（×400）

2.2 MMP-3表达阳性细胞率比较 骨性关节炎组与对照组MMP-3表达阳性细胞率分别为92.45%和20.00%，两组比较差异有统计学意义(χ2=18.903，P＜0.01)。

2.3 MMP-3表达水平与病变程度的关系 随着骨性关节炎患者病变程度升高，MMP-3表达水平逐渐升高，骨性关节炎患者病变程度与MMP-3表达水平呈正相关性(r=0.765，P=0.021)，见表1。

表1 骨性关节炎组患者的MMP-3表达水平与病变程度的关系(±s)

表1 骨性关节炎组患者的MMP-3表达水平与病变程度的关系(±s)

病变程度 例数MMP-3表达水平Ⅰ级Ⅱ、Ⅲ级Ⅳ级3446261.82±0.112.18±0.262.52±0.31

3 讨 论

MMP-3是MMPs家族的重要成员之一，属于基质金属蛋白酶家族中的基质分解素类，具有降解层粘连蛋白、纤维连接蛋白、蛋白多糖和Ⅳ型胶原的作用。自1962年首次发现MMP-1以来，MMPs现已成为有25个成员组成的锌离子蛋白酶超家族，广泛分布于关节炎、牙周炎等多种结缔组织疾病中，与炎症反应密切相关。MMPs被证实在骨性关节炎的发生发展过程中具有重要作用。

骨性关节炎的病理改变主要表现在滑膜、关节软骨及关节软骨下骨等方面。本文对我院收治的106例骨关节炎患者滑膜中的MMP-3的表达水平进行检测，结果发现骨性关节炎组与对照组MMP-3表达阳性细胞率分别为92.45%和20.00%，两组比较差异有显著统计学意义(P＜0.01)，提示骨性关节炎患者滑膜中MMP-3呈高表达水平。滑膜是被覆关节腔内侧面的纤维结缔组织，可以分为滑膜内层和滑膜下层。骨性关节炎发生时，滑膜可表现为增生、充血、水肿等，滑液过度分，其中含有基质金属蛋白酶，对软骨组织产生降解作用。此外，滑膜分泌的炎性介质反作用于基质金属蛋白酶，促进疾病的发生，最终导致骨性关节炎。

既往大量研究表明基质金属蛋白酶在骨性关节炎患者滑膜或滑液中表达升高。李保驰等[2]MMP-3和MMP-13蛋白在骨性关节炎患者滑膜中表达明显高于非骨性关节炎患者，且MMP-3和MMP-13表达具有正相关性，可能作为诊断及判断骨性关节炎的重要指标。李守龙等[8]报道称，膝骨关节炎患者MMP-3膝内侧间室滑膜的表达高于外侧间室滑膜，为临床上决定滑膜切除范围提供了依据。张杰等[9]发现基质金属蛋白酶-1与骨性关节炎发生发展相关，可用于判断和诊断骨性关节炎。国外学者证实MMP-3的mRNA在骨性关节炎患者的关节软骨和滑膜为高水平表达，而在正常关节软骨和滑膜为低水平表达[10]。以上结果均提示MMPs参与了骨性关节炎的发生发展过程中。

本文对骨性关节炎患者滑膜的表达水平与病变程度进行分析，发现随着骨性关节炎患者病变程度升高，MMP-3表达水平逐渐升高，骨性关节炎患者病变程度与MMP-3表达水平呈正相关性(r=0.765，P=0.021)，表明MMP-3在骨性关节炎患者滑膜的表达水平与病变程度相关，可用于判断患者病情。MMP-3可由软骨细胞、滑膜细胞分泌，以59/57 kU的酶原形式分泌后被蛋白裂解成45 kU和28 kU的活性形式。有研究表明，过度表达的MMP-3可激活MMPs家族其他成员，放大炎症效应，共同参与降解软骨基质的工型、Ⅱ型胶原、明胶以及纤维连接蛋白等成分，最终导致骨性关节炎发生[1]。

综上所述，MMP-3在骨性关节炎患者滑膜中呈高表达水平，其表达水平与病变程度相关，可作为判断骨性关节炎病情的重要指标。

[1]马丽艳,宋旭东,张德新,等.MMP-13和Galectin-3在骨性关节炎滑膜组织中的临床意义[J].中国骨与关节杂志,2013,2(5):280-284.

[2]李保驰,王维山,董金波,等.MMP-3、MMP-13在骨性关节炎患者滑膜中的表达及意义[J].中国骨质疏松杂志,2014,20(6):593-596.

[3]Lawrence RC,Felson DT,Helmick CG,et al.Estimates of the prevalence of arthritis and other rheumatic conditions in the United States PartⅡ[J].Arthritis Rheum,2008,58(1):26-35.

[4]胡红艳,王燃冰,刘 颖,等.益气活血类方药及骨髓间充质干细胞(BMSCs)在脑缺血再灌注损伤中对基质金属蛋白酶(MMPs)的影响的研究进展[J].中医临床研究,2015,7(4):137-139.

[5]Alfano D,Franco P,Vocca I,et al.The urokinase plasminogen activator and its receptor:role in cell growth and apoptosis[J].Thromb Haemost,2005,93(2):205-211.

[6]万 军,车 云,康宁宁.信号通路蛋白Akt1,ERK1/2与HIF-1α在肺癌组织中的表达的相关性及其临床意义[J].实用癌症杂志,2014,29(12):1515-1521.

[7]李亚平,王旭辉,陆志东,等.膝骨性关节炎患者滑膜和滑液中基质金属蛋白酶-3表达水平的研究[J].宁夏医学杂志,2009,31(12):1086-1088.

[8]李守龙,艾依热提·买买提,潘海涛,等.膝骨关节炎滑膜不同部位基质金属蛋白酶3的表达及临床意义[J].首都医科大学学报,2013,34(3):411-415.

[9]张 杰,王维山,董金波,等.膜型基质金属蛋白酶-1在骨性关节炎患者滑膜中的表达及意义[J].南京医科大学学报(自然科学版),2013,33(4):494-497.

[10]Balkman CE,Nixon AJ.Molecular cloning and cartilage gene expression of equine stromelysin1(matrix metalloproteinase3)[J]. Am J Vet Res,2008,59(1):30-36.

Value of MMP-3 expression level in evaluating the grade of osteoarthritis.

HU Zhen-yong,XIN Hai-song.The First Department of Orthopedics,the People's Hospital of Huanghua City,Huanghua061100,Hebei,CHINA

ObjectiveTo investigate the value of matrix metalloproteinases3(MMP-3)expression level in the evaluation of the grade of osteoarthritis.MethodsOne hundred and six patients with osteoarthritis in our hospital from Jan.2011 to Apr.2015 were selected as osteoarthritis group,and another30 patients with synovial plica syndrome,knee meniscus injury and amputation were enrolled as control group.Envision two step method was used to determine the MMP-3 expression level at synovium.ResultsThe positive MMP-3 expression rate of osteoarthritis group and control group were92.45%and20.00%,respectively,with significant difference between the two groups(P＜0.01).With the increasing of grade of osteoarthritis,MMP-3 expression level significantly increased.Grade of osteoarthritis was positively correlated with MMP-3 expression level(r=0.765,P=0.021).ConclusionMMP-3 expressed at high level at synovium in patients with osteoarthritis,and its expression level is positively correlated with grade of osteoarthritis.

Osteoarthritis;Matrix metalloproteinases3(MMP-3);Expression

R684.3

A

1003—6350（2015）20—2995—03

2015-05-29)

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.20.1090

沧州市科技支撑计划项目（编号：141302036）

胡振勇。E-mail：13703331719@sohu.com