Project title
96學年度國家科學及技術委員會補助研究計畫
Acronym
專題研究計畫
Internal ID
NSC95-2314-B040-008-MY2
Principal Investigator
Status
research project
Start Date
August 1, 2007
End Date
July 31, 2008
Organizations
Partner Organizations
Project Web Site
Options
探討不同分子量玻尿酸對骨性關節炎軟骨及滑膜細胞的基質金屬蛋白水解脢-2和-9和胞漿素原活化劑、抑制劑及接受器之訊息傳遞路徑研究
Description
明膠水解.（gelatinases）是屬於基質金屬蛋白水解.（matrix metalloproteinases，
MMPs）家族的成員，而且在細胞外基質的降解扮演著很重要的角色。在骨性關節
炎（osteoarthritis，OA）中，發現軟骨及滑膜會分泌這一些蛋白水解.。我們也發現
早期骨性關節炎中病變的軟骨、半月板和滑膜組織會有較高gelatinases（MMP-2 和
-9）和MT1-MMP 的表現；另外，在一些發炎性的關節液中，尤其是化膿性關節炎
及痛風性關節炎，會有較高的gelatinase，urokinase-type plasminogen activator（u-PA）
和PA inhibitor-1（PAI-1）的分泌；我們又發現葡萄醣胺（glucosamine），某些非類
固醇消炎止痛藥及關節內注射劑玻尿酸（sodium hyaluronate, ArtzR）和類固醇皆會抑
制早期骨性關節炎之軟骨、半月板和滑膜中MMP-2 的分泌及部份半月板和滑膜中
MMP-9 的分泌。同時，葡萄醣胺也會抑制早期骨性關節炎之滑膜中u-PA 和PAI-1
的分泌。這一些發現也許對早期骨性關節炎的治療上提供一些幫助。然而在早期骨
性關節炎中，不同分子量的玻尿酸對於早期骨性關節炎的軟骨、半月板和滑膜所分
泌的MMP-2、MMP-9、胞漿素原活化劑及抑制劑之確切調節關係卻很少有相關研
究。因此我們提出此研究計畫，擬探討臨床上被使用的不同分子量的玻尿酸（sodium
hyaluronate，HyalganR；sodium hyaluronate，ArtzR；Hylan G-F 20，SynviscR）對於
人類早期骨性關節炎的MMP-2、MMP-9、胞漿素原活化劑及抑制劑的變化及他們之
訊息傳遞相關路徑研究，以提供臨床上治療的幫忙。本計畫擬分成兩年探討：
計畫第一年擬進行【1】將關節鏡手術取出的人類早期骨性關節炎的軟骨、半月
板和滑膜組織， 利用組織培養的方式， 加入不同分子量的玻尿酸（ sodium
hyaluronate，HyalganR；sodium hyaluronate，ArtzR；Hylan G-F 20，SynviscR），觀察
並比較對於人類早期骨性關節炎軟骨、半月板和滑膜組織分泌MMP-2、MMP-9 的
差異性變化。【2】利用組織培養的方式，加入三種不同分子量的玻尿酸，利用ELISA
的分析方式觀察並比較對於人類早期骨性關節炎軟骨、半月板和滑膜組織分泌胞漿
素原活化劑及抑制劑的差異性變化【3】利用三條主要MAPK 路徑的抑制劑〔MAP
kinase-ERK kinase/extracellular signal-regulated protein kinase（MEK/ERK）的抑制劑
U0126、p38 的抑制劑SB203580 和c-jun N-terminal kinase（JNK）的抑制劑SP600125
〕和PI3K 的抑制劑LY294002，研究不同分子量的玻尿酸，對於人類早期骨性關節
炎MMP-2、MMP-9、胞漿素原活化劑及抑制劑的製造和分泌之細胞訊息傳遞及路徑。
計畫第二年擬進行【1】將關節鏡手術取出的人類早期骨性關節炎的軟骨和滑膜
組織，利用primary culture 的技術，培養出osteoarthritic chondrocytes 和synovial
fibroblasts，再加入三種不同分子量的玻尿酸，觀察並比較對於人類早期骨性關節炎
chondrocytes 和synovial fibroblasts 分泌MMP-2、MMP-9、胞漿素原活化劑及抑制劑
的差異性變化。【2】以RT-PCR 及real-time PCR 分析三種不同分子量的玻尿酸抑制
人類早期骨性關節炎chondrocytes 和synovial fibroblasts 的MMP-2、MMP-9、胞漿
素原活化劑及抑制劑的mRNA level 的變化。【3】以EMSA 和Western blotting 探討
三種不同分子量的玻尿酸對人類早期骨性關節炎chondrocytes 和synovial fibroblasts
是否透過抑制上述基因的相關轉錄因子表現或與其target binding sequence 結合能
力，如：MMP-2 的轉錄因子CREB、AP-2、 SP-1，MMP-9 的轉錄因子NF-κB、c-Jun、
c-Fos、SP-1、AP-1 及u-PA 的轉錄因子Ets-1、 NF-κB 等。【4】選植基質分解相關
蛋白.（MMP-2、-9、u-PA 及PAI-1）的promoter region，構築luciferase/reporter gene
plasmid（pGL3），送入人類早期骨性關節炎chondrocytes 和synovial fibroblasts 中，
同時處理對目標基因有抑制效果的不同分子量的玻尿酸，以luciferase assay 分析不
同分子量的玻尿酸對個別基因promoter 的調控。
MMPs）家族的成員，而且在細胞外基質的降解扮演著很重要的角色。在骨性關節
炎（osteoarthritis，OA）中，發現軟骨及滑膜會分泌這一些蛋白水解.。我們也發現
早期骨性關節炎中病變的軟骨、半月板和滑膜組織會有較高gelatinases（MMP-2 和
-9）和MT1-MMP 的表現；另外，在一些發炎性的關節液中，尤其是化膿性關節炎
及痛風性關節炎，會有較高的gelatinase，urokinase-type plasminogen activator（u-PA）
和PA inhibitor-1（PAI-1）的分泌；我們又發現葡萄醣胺（glucosamine），某些非類
固醇消炎止痛藥及關節內注射劑玻尿酸（sodium hyaluronate, ArtzR）和類固醇皆會抑
制早期骨性關節炎之軟骨、半月板和滑膜中MMP-2 的分泌及部份半月板和滑膜中
MMP-9 的分泌。同時，葡萄醣胺也會抑制早期骨性關節炎之滑膜中u-PA 和PAI-1
的分泌。這一些發現也許對早期骨性關節炎的治療上提供一些幫助。然而在早期骨
性關節炎中，不同分子量的玻尿酸對於早期骨性關節炎的軟骨、半月板和滑膜所分
泌的MMP-2、MMP-9、胞漿素原活化劑及抑制劑之確切調節關係卻很少有相關研
究。因此我們提出此研究計畫，擬探討臨床上被使用的不同分子量的玻尿酸（sodium
hyaluronate，HyalganR；sodium hyaluronate，ArtzR；Hylan G-F 20，SynviscR）對於
人類早期骨性關節炎的MMP-2、MMP-9、胞漿素原活化劑及抑制劑的變化及他們之
訊息傳遞相關路徑研究，以提供臨床上治療的幫忙。本計畫擬分成兩年探討：
計畫第一年擬進行【1】將關節鏡手術取出的人類早期骨性關節炎的軟骨、半月
板和滑膜組織， 利用組織培養的方式， 加入不同分子量的玻尿酸（ sodium
hyaluronate，HyalganR；sodium hyaluronate，ArtzR；Hylan G-F 20，SynviscR），觀察
並比較對於人類早期骨性關節炎軟骨、半月板和滑膜組織分泌MMP-2、MMP-9 的
差異性變化。【2】利用組織培養的方式，加入三種不同分子量的玻尿酸，利用ELISA
的分析方式觀察並比較對於人類早期骨性關節炎軟骨、半月板和滑膜組織分泌胞漿
素原活化劑及抑制劑的差異性變化【3】利用三條主要MAPK 路徑的抑制劑〔MAP
kinase-ERK kinase/extracellular signal-regulated protein kinase（MEK/ERK）的抑制劑
U0126、p38 的抑制劑SB203580 和c-jun N-terminal kinase（JNK）的抑制劑SP600125
〕和PI3K 的抑制劑LY294002，研究不同分子量的玻尿酸，對於人類早期骨性關節
炎MMP-2、MMP-9、胞漿素原活化劑及抑制劑的製造和分泌之細胞訊息傳遞及路徑。
計畫第二年擬進行【1】將關節鏡手術取出的人類早期骨性關節炎的軟骨和滑膜
組織，利用primary culture 的技術，培養出osteoarthritic chondrocytes 和synovial
fibroblasts，再加入三種不同分子量的玻尿酸，觀察並比較對於人類早期骨性關節炎
chondrocytes 和synovial fibroblasts 分泌MMP-2、MMP-9、胞漿素原活化劑及抑制劑
的差異性變化。【2】以RT-PCR 及real-time PCR 分析三種不同分子量的玻尿酸抑制
人類早期骨性關節炎chondrocytes 和synovial fibroblasts 的MMP-2、MMP-9、胞漿
素原活化劑及抑制劑的mRNA level 的變化。【3】以EMSA 和Western blotting 探討
三種不同分子量的玻尿酸對人類早期骨性關節炎chondrocytes 和synovial fibroblasts
是否透過抑制上述基因的相關轉錄因子表現或與其target binding sequence 結合能
力，如：MMP-2 的轉錄因子CREB、AP-2、 SP-1，MMP-9 的轉錄因子NF-κB、c-Jun、
c-Fos、SP-1、AP-1 及u-PA 的轉錄因子Ets-1、 NF-κB 等。【4】選植基質分解相關
蛋白.（MMP-2、-9、u-PA 及PAI-1）的promoter region，構築luciferase/reporter gene
plasmid（pGL3），送入人類早期骨性關節炎chondrocytes 和synovial fibroblasts 中，
同時處理對目標基因有抑制效果的不同分子量的玻尿酸，以luciferase assay 分析不
同分子量的玻尿酸對個別基因promoter 的調控。