ヘパリン結合表皮成長因子様成長因子（HB-EGF）は変形性関節症で増加し、軟骨細胞の異化および同化活性を調節します

目的：表皮成長因子受容体リガンドHB-EGFが軟骨で生成されるかどうか、軟骨細胞の同化または異化活性を調節するかどうかを判断しました。 方法：HB-EGF発現は、マウス膝関節組織から分離されたRNAおよび正常および変形性関節症（OA）のヒト軟骨細胞を使用した定量的PCRによって測定されました。免疫組織化学は、正常およびOAヒト軟骨およびメニスカスセクションで実施されました。培養軟骨細胞は、異化刺激としてフィブロネクチン断片（FN-F）で処理され、同化刺激として骨形成タンパク質1（OP-1）を処理しました。細胞シグナル伝達に対するHB-EGFの効果は、選択されたシグナル伝達タンパク質の免疫ブロットによって分析されました。MMP-13は条件付き培地で測定され、プロテオグリカン合成は硫酸塩の取り込み、および定量的PCRによりマトリックス遺伝子発現によって測定されました。 結果：HB-EGF発現は、OAを誘導するために手術後8週間で12ヶ月のマウスで増加し、OA膝からのヒトの関節軟骨でHB-EGFの増加が認められました。FN-F刺激軟骨細胞HB-EGF発現およびHB-EGF刺激軟骨細胞MMP-13産生。ただし、HB-EGFは、MMP-13産生のFN-F刺激には必要ありませんでした。HB-EGFは、ERKおよびp38 MAPキナーゼを活性化し、OP-1媒介プロテオグリカン合成の阻害とAggrecan（ACAN）の減少に関連するが、COL2A1発現の抑制に関連する阻害セリン部位でSMAD1のリン酸化を刺激しました。 結論：HB-EGFは、OA軟骨活性を促進しながら軟骨細胞の異化活性を促進するOA軟骨で特定された新しい要因であり、OA軟骨に見られる異化分類の不均衡に寄与する可能性があることを示唆しています。

OBJECTIVE: We determined if the epidermal growth factor receptor ligand HB-EGF is produced in cartilage and if it regulates chondrocyte anabolic or catabolic activity. METHODS: HB-EGF expression was measured by quantitative PCR using RNA isolated from mouse knee joint tissues and from normal and osteoarthritis (OA) human chondrocytes. Immunohistochemistry was performed on normal and OA human cartilage and meniscus sections. Cultured chondrocytes were treated with fibronectin fragments (FN-f) as a catabolic stimulus and osteogenic protein 1 (OP-1) as an anabolic stimulus. Effects of HB-EGF on cell signaling were analyzed by immunoblotting of selected signaling proteins. MMP-13 was measured in conditioned media, proteoglycan synthesis was measured by sulfate incorporation, and matrix gene expression by quantitative PCR. RESULTS: HB-EGF expression was increased in 12-month old mice at 8 weeks after surgery to induce OA and increased amounts of HB-EGF were noted in human articular cartilage from OA knees. FN-f stimulated chondrocyte HB-EGF expression and HB-EGF stimulated chondrocyte MMP-13 production. However, HB-EGF was not required for FN-f stimulation of MMP-13 production. HB-EGF activated the ERK and p38 MAP kinases and stimulated phosphorylation of Smad1 at an inhibitory serine site which was associated with inhibition of OP-1 mediated proteoglycan synthesis and reduced aggrecan (ACAN) but not COL2A1 expression. CONCLUSION: HB-EGF is a new factor identified in OA cartilage that promotes chondrocyte catabolic activity while inhibiting anabolic activity suggesting it could contribute to the catabolic-anabolic imbalance seen in OA cartilage.