ADAMTS-7在小鼠炎性关节炎中的作用及分子机制类风湿性关节炎（RA）是一种慢性全身性炎性疾病，以多部位关节炎症和关节软骨及骨的破坏为主要特征。RA发病率约占世界成年人群的0.5-1%，其中以女性患者居多。RA的具体病因尚不清楚，研究发现，RA患者滑膜组织产生的蛋白酶和细胞因子在类风湿性关节炎关节软骨和骨组织的破坏过程中具有重要作用。人类含Ⅰ型血小板结合蛋白基序（TSP）的解聚蛋白样金属蛋白酶（adisintegrin and metalloproteinase with thrombospondin-like motifs, ADAMTS）家族由19个分泌型多结构域锌指金属蛋白酶组成，这些ADAMTS金属蛋白酶能够降解细胞外基质成分（ECM），包括原胶原、蛋白聚糖和软骨寡聚基质蛋白（COMP）。ADAMTS蛋白酶家族成员根据结构和功能的差异可以分为四类：蛋白聚糖蛋白酶、原胶原蛋白酶、血浆血管性血友病因子降解酶（ADAMTS-13）和其他ADAMTS蛋白酶（包括ADAMTS-6、-7、-10、-12、-16和-19）。ADAMTS蛋白酶在各种组织细胞外基质成分翻转中具有重要作用，这些酶的异常表达通常和炎性病理过程密切相关，例如肿瘤、类风湿性关节炎和动脉粥样硬化。ADAMTS-7与ADAMTS-12结构类似属于同一亚群，ADAMTS-7在骨、软骨、滑膜、肌腱和韧带组织中均有表达，研究发现，ADAMTS-7蛋白酶不能降解蛋白聚糖，但可以直接结合和降解COMP蛋白，其C端含有4个结合COMP所必需的TSP基序。在生理学条件下，ADAMTS-7作为甲状旁腺激素相关蛋白（PTHrP）信号的下游分子，抑制软骨细胞分化和软骨内骨形成。在RA患者和骨关节炎（OA）患者的滑膜组织中检测到ADAMTS-7的表达增加。在手术诱导的OA模型中，ADAMTS-7基因过表达促进OA的发生发展，但在类风湿性关节炎中ADAMTS-7的作用目前尚不清楚。为研究ADAMTS-7在类风湿性关节炎中的作用，用胶原蛋白诱导DBA/1J小鼠建立了类风湿性关节炎模型，免疫组化法检测类风湿性关节炎发生发展过程中ADAMTS-7的表达变化，结果发现，小鼠关节软骨中ADAMTS-7的表达水平随炎症程度的加深而升高，说明ADAMTS-7蛋白酶参与了小鼠炎类风湿性关节炎的发生发展。为确定ADAMTS-7对小鼠类风湿性关节炎发生和严重性的影响，利用ADAMTS-7转基因小鼠建立了小鼠类风湿性关节炎模型。结果发现，ADAMTS-7转基因小鼠在诱导后4周即出现关节炎症状，而野生型在诱导后5周才开始出现关节炎症状。在诱导后第10周，ADAMTS-7转基因小鼠CIA发病率为89%，而对照组野生型小鼠CIA发病率仅为33%。胶原诱导的ADAMTS-7转基因小鼠肉眼观察到包括前后爪的腕关节和踝关节可见明显肿胀充血，而野生型小鼠观测到轻微的炎症反应。X射线显影和micro-CT检查结果发现胶原诱导的ADAMTS-7转基因小鼠骨侵蚀和骨破坏程度明显高于野生型小鼠。胶原诱导的ADAMTS-7转基因小鼠的临床关节炎严重性是否与组织病理学变化相一致，我们分别对ADAMTS-7转基因和野生型小鼠的关节进行了组织病理学检查。结果发现，胶原诱导的ADAMTS-7转基因小鼠滑膜炎（P <0.001）、血管翳（P <0.001）和骨侵蚀（P <0.001）的评分明显增加，Safranin-O染色出现软骨基质大量丢失（P <0.01），TRAP染色中破骨细胞阳性染色增多。这些结果说明，ADAMTS-7基因过表达促进了小鼠类风湿性关节炎的发生和严重性。金属蛋白酶的异常表达和细胞外基质成分的降解在类风湿性关节炎发病中具有非常重要的作用。ADAMTS-7转基因小鼠类风湿性关节炎的严重程度是否与基质蛋白的降解和其他蛋白酶的异常表达有关，我们采用real-time PCR、ELISA和免疫组化法检测了这些蛋白的表达水平。结果表明，在胶原诱导的类风湿性关节炎动物模型中， ADAMTS-7基因过表达上调基质金属蛋白酶MMP-13的表达水平，加速了关节软骨基质蛋白成分COMP和aggrecan的降解，从而促进类风湿性关节炎的发生发展。胶原诱导的ADAMTS-7转基因小鼠关节炎敏感性和严重性增强是否与某些炎性细胞因子的过量产生相关，为此，我们采用real-time PCR、ELISA和流式细胞分析（FACS）检测了胶原诱导的关节炎中重要细胞因子TNF-α和IL-17，结果表明，ADAMTS-7过表达促进了类风湿性关节炎小鼠的血清和淋巴结细胞中TNF-α和IL-17的表达。为更深入研究ADAMTS-7在类风湿性关节炎中发病机制的作用，我们将ADAMTS-7表达质粒转染巨噬细胞Raw264.7，Western blotting检测ADAMTS-7过表达对TNF-α介导的信号通路NF-κB和p38MAPK的影响，结果发现，ADAMTS-7过表达促进TNF-α诱导的IκB的磷酸化和降解，同时也可以促进p38激酶的激活。综上所述，在小鼠类风湿性关节炎发生发展过程中ADAMTS-7被诱导表达，ADAMTS-7过表达促进了小鼠类风湿性关节炎的发病起始和严重性。胶原诱导的ADAMTS-7转基因小鼠临床和组织病理学评分明显高于野生型小鼠；在胶原蛋白诱导的小鼠关节炎模型中，ADAMTS-7转基因小鼠关节软骨和骨组织破坏严重与TNF-α和IL-17的过量产生有关；ADAMTS-7基因过表达能够增强TNF-α介导的NF-κB激活和p38MAPK激酶磷酸化。总之，我们的研究表明ADAMTS-7在类风湿性关节炎的发生发展过程中具有重要作用，可能会成为预防和治疗类风湿性关节炎的分子靶标。ADAMTS-18在软骨及骨发育中的作用ADAMTS家族由19个分泌型多结构域锌指金属蛋白酶组成，在多种生理和病理过程中都具有重要作用，如骨发育和关节炎。ADAMTS-18蛋白酶属于ADAMTS蛋白酶家族第四亚类成员，与ADAMTS-16的结构相似。在体外，ADAMTS-18具有降解聚蛋白聚糖的酶活性，但是酶活性相对较低，需要高浓度的ADAMTS-18存在。目前，ADAMTS-18在软骨和骨发育中的作用尚不清楚，至今未见报道。为确定ADAMTS-18在软骨和骨发育中的作用，我们通过免疫组化法检测了ADAMTS-18在骨发育过程中不同时间和空间的表达特征，结果发现，ADAMTS-18主要在肥大软骨细胞中表达。出生后2周的ADAMTS-18基因缺失小鼠开始出现生长迟缓，体型明显较小，直至成年鼠。对4周龄小鼠关节软骨生长板的Safranin-O染色结果发现，ADAMTS-18基因缺失影响生长板软骨细胞结构，ADAMTS-18基因缺失小鼠生长板变薄，软骨细胞层数减少，尤其是肥大软骨细胞区长度明显变短。micro-CT结果发现ADAMTS-18基因缺失降低了骨小梁的数目和厚度及增大了骨小梁之间的空间。我们采用real-time PCR检测ADAMTS-18基因缺失小鼠和野生型小鼠软骨发育中相关基因的表达差异，分析ADAMTS-18在软骨发育中可能的分子机制，结果表明，ADAMTS-18基因缺失小鼠软骨中ColⅡ、CoIX、MMP13、Sox5和Runx2的mRNA的表达水平与野生型小鼠相比具有显著差异。综上所述，ADAMTS-18主要在小鼠的肥大软骨细胞中表达；ADAMTS-18基因缺失小鼠在出生后2周开始出现生长迟缓，体型明显较小，可能与软骨内成骨障碍相关；ADAMTS-18影响软骨细胞向肥大软骨细胞分化，可能与转录因子Runx2的表达降低有关。