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关节软骨是一种特殊的结缔组织,因不含有血管、神经和淋巴管,一旦损伤后自身修复困难。关节软骨损伤后的修复一直是骨科临床医生面临的重大难题。目前研究显示关节软骨细胞外基质(Extracellular Matrix,ECM)特别是胶原纤维的三维立体结构,对维持关节软骨生物力学完整性起着重要的作用。赖氨酰氧化酶(Lysyl Oxidase,LOX)在关节软骨中的发现提示它可能对关节软骨生物力学特性的形成和维持起着重要作用。LOX作用于ECM中的胶原和弹性蛋白,使其发生共价交联,有稳定ECM的作用。目前已发现除LOX以外的其它四个同工酶:类赖氨酰氧化酶1-4(Lysyl Oxidase-Like1-4,LOXL1-4),这五个成员组成了LOX蛋白酶家族,它们具有相同的酶作用机制。为了了解LOX家族成员对关节软骨胶原交联的作用机制,通过测定不同分区关节软骨中LOX家族成员的表达,初步探讨LOX蛋白酶家族对不同分区关节软骨胶原交联的影响。方法:1.自屠宰场获取6个新鲜成年牛股骨髁,分别切取内侧滑车全层软骨块,大小10×80mm,以DMEM(Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium)+10%胎牛血清(Fetal Bovine Serum,FBS),4℃保存,24小时内分区提取RNA。2.将所获得的全层关节软骨块分为3区:浅表区、过渡区和深区。确定浅表区和过渡区软骨厚度为300μm,剩余软骨为深区,分区切取每区软骨,共18个样本。3.应用RT-PCR和Real Time-PCR技术测定每一区关节软骨中LOX家族成员mRNA的表达水平。结果:1 .以3-磷酸甘油醛脱氢酶( glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)为内参照,琼脂糖凝胶电泳显示LOXL1和LOXL3无表达,LOX、LOXL2和LOXL4在每区软骨中均有表达且LOXL2表达最高。2.以深区为参照,Real Time-PCR定量测定显示关节软骨中LOXL1和LOXL3无表达,LOX和LOXL2在浅表区含量最高,深区含量最低;LOXL4在浅表区含量最高,过渡区含量最低;LOXL2在浅表区、过渡区和深区的含量均高于其它成员。单因素方差对LOX、LOXL2和LOXL4的数据进行分析,不同分区间和不同成员间比较有显著性差异(P<0.05)。结论:1.通过对关节软骨中LOX蛋白酶家族系统地分析,发现LOXL1和LOXL3未见表达,LOX、LOXL2和LOXL4有表达。2.LOX家族成员在关节软骨中的差异性表达提示不同成员可能作用于不同的底物或作用于同一底物的不同成员可能具有不同的酶活性。3.LOX、LOXL2和LOXL4在关节软骨不同分区中的差异性表达可能影响胶原在不同分区软骨中的结构及理化特性。