Пептиды коллагена II могут индуцировать расщепление коллагена II и аггрекана в суставном хряще

Целью настоящего исследования было определить, способен ли фрагмент коллагена II индуцировать деградацию хряща. Фрагменты, полученные при расщеплении очищенного коллагена II крупного рогатого скота цианогенбромидом (CB), разделяли методом ВЭЖХ. Эти фрагменты и отдельные перекрывающиеся синтетические пептиды сначала исследовали на способность индуцировать расщепление коллагена II коллагеназами в культурах хондроцитов и эксплантов здорового суставного хряща взрослых животных. Расщепление коллагена оценивали с помощью иммуноанализа, а деградацию протеогликана (главным образом аггрекана) — по продуктам расщепления сердцевинного белка методом вестерн-блоттинга. Экспрессию матриксных металлопротеиназ MMP-13 и MMP-1 измеряли методом ПЦР в реальном времени. Денатурацию коллагена II in situ в матриксе хряща с экспонированием домена CB выявляли с помощью поликлональных и моноклональных антител, реагирующих с этим доменом только в денатурированном, но не в нативном коллагене II. Смесь фрагментов CB и пептид CB12, а также отдельный синтетический пептид CB12-II (остатки 195–218), но не синтетический пептид CB12-IV (остатки 231–254), при концентрациях 10 и 25 мкМ в культурах эксплантов выраженно и воспроизводимо индуцировали зависящее от времени, типа клеток и дозы расщепление коллагена II коллагеназами. Это сопровождалось повышением экспрессии MMP-13, но не MMP-1. В изолированных культурах хондроцитов пептид CB12-II вызывал лишь незначительное повышение экспрессии MMP-13 и MMP-1. Хотя это сопровождалось одновременной индукцией расщепления коллагена II коллагеназами, расщепления аггрекана не наблюдалось. Пептид CB12-IV, не влиявший на расщепление коллагена, отчётливо индуцировал специфическое для аггреканазы расщепление сердцевинного белка этого протеогликана. Таким образом, расщепление этих компонентов матрикса может происходить независимо друг от друга, вопреки распространённому представлению. В остеоартритном хряще человека также выявляли значительно более выраженную денатурацию коллагена II с экспонированием домена CB12-II по сравнению с нехрящом, не поражённым артритом. Эти наблюдения показывают, что пептиды коллагена II, доступность которых повышена в остеоартритном хряще, при достаточной концентрации могут индуцировать расщепление коллагена II (CB12-II) и аггрекана (CB12-IV), сопровождающееся повышением экспрессии коллагеназ. Повышенные концентрации такого денатурированного коллагена присутствуют в хряще взрослых животных и при остеоартрите; поэтому воздействие на хондроциты кодируемых этими последовательностями фрагментов — в растворимой или, вероятнее, нерастворимой форме — может участвовать в избыточной резорбции компонентов матрикса, наблюдаемой при артрите и его прогрессировании.