変形性膝関節症患者の骨軟骨組織における重症度指標間の相関関係を明らかにする

Characterizing Correlations among Disease Severity Measures in Osteochondral Tissues from Osteoarthritic Knees.

• Nicole C Werner
• Aaron M Stoker
• Chantelle C Bozynski
• James A Keeney
• James L Cook

抄録

変形性膝関節症（OA）は、生物学的、生体力学的、臨床的に患者間で不均一性を持つ複雑な疾患です。変形性膝関節症の組織代謝、病理組織学、細胞外マトリックス（ECM）組成との関係は、これまであまり特徴づけられていませんでした。その結果、OA膝の骨軟骨組織における疾患重症度のこれらの異なる尺度の間には、中程度（r=0.4 -0.69）から強い（r>0.7）相関関係が存在するという仮説が立てられた。関節表面は、膝関節全置換術を受けた患者（n=6）から採取した。骨軟骨の摘出物（n=136）を作成し、3日間培養した。バイオマーカー分析のために培地を採取し、組織を生存率、組織学的スコアリング、およびECM組成について評価した。培地のバイオマーカー濃度、組織学的スコアリング、ECM組成、および生存率の間の相関は、スピアマン相関を用いて決定した。GRO-α、IL-6、IL-8、およびMCP-1は互いに強い正の相関を示し、NO、PGE2、およびMMP-2は中程度の正の相関を示した。総MMP活性、MMP-9、MMP-13は互いに強い正の相関を示し、MMP-1は中等度の正の相関を示した。MMP-2は、組織学的スコア（全体および軟骨構造）およびコラーゲン含量と中等度から強い正の相関を有していた。MMP-2、IL-6、IL-8、およびMCP-1は中等度の負の相関を有し、MMP-9は生存率と中等度の正の相関を有していた。GRO-α、IL-6、IL-8およびMCP-1はコラーゲン含量と中等度の正の相関を示した。MMP-9、MMP-13および総MMP活性は、組織GAGと中程度の負の相関を示した。これらのデータは、プロ炎症性および分解性経路のリンクがOA骨軟骨組織に存在することを示唆しています。臨床的意義。これらのリンクのさらなる特徴付けは、膝OAの疾患メカニズムと診断・治療ターゲットを明らかにする可能性を秘めている。この記事は著作権で保護されています。すべての権利を保有しています。

Osteoarthritis (OA) is a complex disease with biologic, biomechanical, and clinical heterogeneity among patients. Relationships among OA tissue metabolism, histopathology, and extracellular matrix (ECM) composition have not been well characterized. It was hypothesized that moderate (r=0.4 -0.69) to strong (r>0.7) correlations exist among these different measures of disease severity in osteochondral tissues from OA knees. Joint surfaces were obtained from patients (n=6) undergoing total knee arthroplasty. Osteochondral explants (n=136) were created and cultured for 3 days. Culture media were collected for biomarker analyses, and tissue was assessed for viability, histological scoring, and ECM composition. Correlations among media biomarker concentrations, histological scoring, ECM composition, and viability were determined using a Spearman correlation. GRO-α, IL-6, IL-8, and MCP-1 showed strong positive correlations to each other, and moderate positive correlations to NO, PGE2, and MMP-2. Total MMP activity, MMP-9, and MMP-13 had strong positive correlations to each other, and moderate positive correlations to MMP-1. MMP-2 had a moderate to strong positive correlations to histological scores (total and cartilage structure) and collagen content. MMP-2, IL-6, IL-8, and MCP-1 had moderate negative correlations, and MMP-9 had a moderate positive correlation, to viability. GRO-α, IL-6, IL-8, and MCP-1 had moderate positive correlations to collagen content. MMP-9, MMP-13, and total MMP activity had moderate negative correlations to tissue GAG. The data suggest links among pro-inflammatory and degradative pathways are present in OA osteochondral tissues. Clinical Significance: Further characterization of these links have the potential to delineate mechanisms of disease and diagnostic and therapeutic targets for knee OA. This article is protected by copyright. All rights reserved.

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