CC BY
49
Статья поступила в редакцию 05.10.2016 г.
АНАЛИЗ ПРОЛИФЕРАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ И АПОПТОЗА КЛЕТОК КОСТНОЙ ТКАНИ ГОЛОВКИ БЕДРА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ЭТИОЛОГИЧЕСКИХ ФОРМАХ ОСТЕОАРТРОЗА
ANALYSIS OF PROLIFERATIVE ACTIVITY AND APOPTOSIS OF CELLS OF FEMORAL HEAD BONE TISSUE IN VARIOUS ETIOLOGICAL FORMS OF OSTEOARTHROSIS
Давыдов Д.А. Авдалян А.М. Агаджанян В.В.
Кирилова И.А. Устьянцева И.М. Лушникова Е.Л.
ФГБУ «Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна», г. Новосибирск, Россия,
Лаборатория молекулярно-генетических характеристик опухолей Алтайского филиала РОНЦ им. Н.Н. Блохина
Минздрава РФ, г. Барнаул, Россия,
ГАУЗ КО «Областной клинический центр охраны
здоровья шахтеров», г. Ленинск-Кузнецкий, Россия,
Институт молекулярной патологии и патоморфологии,
СО РАМН, г. Новосибирск, Россия
Davydov D.A. Avdalyan A.M. Agadzhanyan V.V. Kirilova I.A. Ustyantseva I.M. Lushnikova E.L.
Novosibirsk Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedics named after Ya.L. Tsyvyan, Novosibirsk, Russia,
Laboratory of Molecular and Genetic Characteristics of Tumors, Altay department of Blokhin Russian Oncologic Scientific Center, Barnaul, Russia,
Regional Clinical Center of Miners' Health Protection, Leninsk-Kuznetsky, Russia,
Institute of Molecular Pathology and Pathomorphology, Novosibirsk, Russia
Появление новых малоинвазивных методов лечения больных с остеоар-трозом тазобедренного сустава требует более глубокого понимания механизмов ремоделирования костной ткани. Исследование таких молеку-лярно-биологических маркеров клеточного цикла, как белки Ki-67, p53 и bcl-2, позволяет дать оценку ремоделированию костной ткани в головке бедра при остеоартроза различной этиологии. В настоящее время многие аспекты данного вопроса требуют уточнения. Цель исследования - провести анализ транскрипционных факторов клеток костной ткани головки бедра при различных этиологических формах остеоартроза.
Материалы и методы. В морфологическое исследование включали 95 головок бедренных костей, удаленных при эндопротезировании тазобедренного сустава у пациентов с клинически выставленным диагнозом коксартроз III-IV стадии, поступавших в отделение травматологии и ортопедии ГАУЗ КО ОКЦОЗШ. Для регистрации пролиферативной активности клеток применяли антитело Ki-67 (30-9, «Ventana»), для регистрации апоптоза клеток костной ткани использовали антитело p53 (DO-7, «Ventana»), для регистрации антиапоптической активности использовали антитело bcl-2 (124, «Ventana»). Исследование проводилось на световом микроскопе (Nicon Ci-S, Китай) с использованием цифровой фотокамеры (Nicon DS-FÍ2, Япония). Морфометрические измерения проводили с использованием программного обеспечения NIS-Elements BR 4.30.00. Результаты и обсуждения. Выполненная оценка экспрессии транскрипционных факторов указывает на характерные особенности индукции и ингибирования апоптоза, а также пролиферативной активности в клетках костной ткани головки бедра при различных этиологических
№ 4 [декабрь] 2016
Appearance of the new low invasive methods of treatment of patients with hip joint osteoarthrosis requires more profound understanding of the mechanisms of bone tissue remodeling. Research of such molecular and biological markers of the cellular cycle as Ki-67 and bcl-2 proteins allows estimating the bone tissue remodeling in the tissues of the femoral head in osteoarthrosis of various origin. Currently, many aspects of this issue require clarification.
Objective - to conduct the analysis of the transcription factors of the cells of bone tissues of the femoral head in various etiological forms of osteoarthrosis.
Materials and methods. The morphological study included 95 femoral heads removed during hip joint replacement in the patients with the clinically confirmed diagnosis of coxarthrosis of the stages 3-4. The patients were admitted to the department of traumatology and orthopedics of Regional Clinical Center of Miners' Health Protection. The antibody Ki-67 was used for registration of proliferative activity of the cells (30-9, Ventana), as well as antibody p53 (DO-7, Ventana) for registration of cellular apop-tosis of bone tissue and antibody bcl-2 (124, Ventana) for registration of antiapoptotic activity. The study was conducted with the light microscope (Nicon Ci-S, China) with use of the digital photo camera (Nicon DS-Fi2, Japan). The morphometric measurements were conducted with NIS-Ele-ments BR 4.30.00.
Results and discussion. The performed estimation of expression of the transcriptional factors shows the special features of induction and inhibition of apoptosis, as well as proliferative activity in cells of bone tissues of the femoral head in various etiological forms of hip joint os-
69
teoarthrosis. формах остеоартроза тазобедренного сустава. Для каждой нозологической формы коксартроза выявлены наиболее специфичные проявления определенных морфологических и молекулярно-биологиче-ских признаков.
Заключение. Таким образом, возможно предположить, что для улучшения синтеза костной ткани при диспластическом остеоартрозе необходим поиск терапии, направленной на повышение антиапоптической активности остеобластов, при постишемическом остеоартрозе - на повышение пролиферативной активности остеобластов, а при посттравматическом остеоартрозе необходимо увеличивать пролиферативную активность остеобластов и антиапоптическую активность остеоцитов. Ключевые слова: Ki-67; p53; bcl-2; остеобласт; остеоцит; остеокласт; апоптоз; пролиферация.
For each nosologic form of coxarthrosis we found the most specific manifestations of the certain morphological, molecular and biological signs.
Conclusion. Therefore, one can suppose that synthesis of bone tissue in dysplastic osteoarthrosis is improved with search of therapy for increasing antiapoptotic activity of osteoblasts, with orientation to increasing antiapoptotic activity of osteoblasts, in postischemic arthrosis for increasing proliferative activity of osteoblasts, but posttraumatic osteoarthrosis requires increasing proliferative activity of osteoblasts and antiapoptotic activity of osteocytes.
Key words: Ki-67; p53; bcl-2; osteoblast; osteocyte; osteoclast; apop-tosis; proliferation.
В последние годы большие перспективы в лечении больных остеоартрозом тазобедренного сустава отводятся на такие малоин-вазивные оперативные методы, как трансплантация мезенхимальных стволовых клеток, а также синтетических материалов в патологически измененные структурные компоненты сустава [1-4]. Для оценки эффективности данных методов лечения и более глубокого понимания механизмов ремоделирования костной ткани головки бедра необходимо иметь четкое представление об экспрессии транскрипционных факторов ее клетками. В различных клинических и экспериментальных работах описан апоптоз остеобластов и остеоцитов в субхондраль-ном отделе головки бедренной кости при остеоартрозе. Отмечается изменение равновесия в процессе регуляции апоптоза клеток костной ткани под воздействием различных химических и физических факторов [5-7]. Исследование такого маркера клеточной пролиферации, как белок Ю-67, позволяет дать оценку процессу ремоделирования костной ткани в головке бедра при остеоартроза различной этиологии. Отмечено, что в процессе ремоде-лирования костной ткани Ю-67 позитивные остеобласты составляют около 10 % пула всех остеобластов, причем расположены они достаточно редко и чередуются с большим количеством Ю-67 негативных остеобластов [8].
Несмотря на большое количество исследовательских работ, посвященных изучению процессу ремоделирования костной ткани с точки зрения молекулярной биологии, многие аспекты, касающиеся различной этиологии остеоартроза
тазобедренного сустава, остаются не до конца ясными и требуют дополнительного уточнения. Описание пролиферативной активности и апоптоза клеток косной ткани при остеоартрозе поможет определить более индивидуальный подход в лечении пациентов с данным заболеванием.
Цель исследования — анализ пролиферативной активности и апоптоза клеток костной ткани головки бедра при различных этиологических формах остеоартроза.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Объектом морфологического исследования служили 95 головок бедренных костей, удаленных при эндопротезировании тазобедренного сустава у пациентов с клинически выставленным диагнозом «остеоартроз тазобедренного сустава Ш-^ стадии», поступавших в отделение травматологии и ортопедии ГАУЗ КО ОКЦОЗШ для эндопротезирования за период с 2013 г. по 2015 г. Медиана возраста пациентов составила 56 (49-64) лет. Распределение по полу было следующим: 51 (53,7 %) мужчина и 44 (46,3 %) женщины. По этиологическим формам остеоартроз тазобедренного сустава был распределен примерно равномерно: диспластический — 34 случая, ише-мический — 31 случай и посттравматический — 30 случаев.
Из полученного материала с применением специального устройства в вертикальном направлении выпиливался фрагмент суставной поверхности и субхондральной костной ткани объемом 0,75 см3(размерами 1,5 х 1,0 х 0,5 см) [9]. Фиксацию и декальцинацию выпиленных фрагментов проводи-
ли в растворе ЭДТА (ООО «Эр-гоПродакшн», Россия) согласно общепринятой методике. После декальцинации проводилась гистологическая проводка материала с дальнейшим заключением его в парафин. Серийные гистологические срезы (по 4-6 срезов с одного фрагмента) толщиной 3-5 мкм готовили на ротационном микротоме (Accu-Cut SRM 200, Китай). Для постановки иммуногистохимической реакции использовались высокоадгезивные стекла с положительно заряженной поверхностью (Super Frost Plus). Все этапы постановки иммуногистохимических реакций проводились в автоматическом режиме на иммуногистостейнере Bench Mark XT (Ventana) с соблюдением протокола исследования к каждому антителу. Для оценки процессов ремоделирования определялся уровень экспрессии транскрипционных факторов (Ki-67, p53, bcl-2) в клетках костной ткани. Для оценки пролиферативной активности клеток костной ткани использовали моноклональное антитело Ki-67 (30-9, «Ventana»), для регистрации апоптоза клеток костной ткани использовали антитело p53 (DO-7, «Ventana»), для регистрации антиапоптической активности использовали антитело bcl-2 (124, «Ventana»). Исследование проводилось на световом микроскопе (Nicon Ci-S, Китай) с использованием цифровой фотокамеры (Nicon DS-Fi2, Япония).
Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью прикладного пакета программ Statistica, версия 6.0. Проверку нормальности распределения данных выполняли с помощью критерия Шапиро-Уилка (W). Мерой
центральной тенденции являлась медиана (Ме), а мерой рассеяния интерквартильный интервал (и.и.) — интервал между 25 % и 75 % данных в выборке. Для выявления различий между группами использовали непараметрический и-критерия Манна-Уитни. Различия считали статистически значимыми при значении р < 0,05. Корреляционный анализ в представленном исследовании проводили с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена [10].
РЕЗУЛЬТАТЫ
И ОБСУЖДЕНИЕ
Уровень экспрессии белка Ю-67 позволяет судить о пролифе-ративной активности клеток. Так, в костной ткани субхондральных отделов головки бедра при осте-оартрозе белок Ю-67 регистрировался только в остеобластах, а остеокласты и остеоциты показывали отрицательную иммуноги-стохимическую реакцию с белком Ю-67 во всех случаях исследования. Ю-67 позитивные остеобласты располагались на поверхности костных балок поодиночке или в виде групповых скоплений до 7-10 клеток. Данные участки чередуются с большим количеством Ю-67 негативных остеобластов (рис. 1).
Специфическое ядерное окрашивание остеобластов с маркером
Ю-67 регистрировалось в 84 случаях (88,4 %) из 95, а в 11 случаях (11,6 %) реакция была негативной. В группе диспластического остео-артроза (п = 34) экспрессия белка Ю-67 осуществлялась остеобластами во всех исследованных случаях. Медиана уровня экспрессии данного маркера остеобластами составила 7 % (5-8) клеток. В группе осте-оартроза ишемической этиологии экспрессия белка Ю-67 определялась в 26 случаях (83,9 %) из 31. Медиана значения его экспрессии составила 6 % (4-6) остеобластов. При посттравматическом остео-артроза тазобедренного сустава экспрессия белка Ю-67 регистрировалась в 24 случаях (80 %) из 30. Медиана экспрессии данного маркера в субхондральной костной ткани головки бедра составила 3 % (2,5-4) остеобластов.
Сводные данные уровня экспрессии белка Ю-67 остеобластами суб-хондральной костной ткани головки бедра с учетом этиологической формы остеоартроза представлены в таблице 1.
Проведенный статистический анализ показал, что при остеоар-трозе тазобедренного сустава дис-пластического генеза экспрессия белка Ю-67 остеобластами имеет максимальное значение и в 1,2 раза больше, чем при ишемическом осте-оартрозе (р = 0,0105), и в 2,3 раза больше, чем при посттравматиче-
ском остеоартрозе (р < 0,0001). Также получены статистически достоверные различия в уровнях экспрессии данного маркера остеобластами костной ткани головки бедра при ишемическом и посттравматическом остеоартрозе. Так, при остеоартрозе ишемической этиологии количество Ю-67 позитивных остеобластов в 2 раза выше, чем при посттравматической этиологии остеоартроза (р = 0,0013).
Исследование экспрессии такого ингибитора апоптоза, как белок Ьс1-2, является важным аспектом в оценке процессов ремоделирования костной ткани головки бедра при остеоартрозе тазобедренного сустава. Проведенный анализ показывает на цитоплазматический характер экспрессии данного маркера.
Белок Ьс1-2 определялся в цитоплазме остеоцитов и остеобластов. Остеокластов, экспрессирующих данный белок, не определялось. Вс1-2 позитивные остеобласты были расположены на поверхности костной балки группами из 10-12 клеток, чередующимися с группами Ьс1-2 негативных остеобластов. Остеоциты с экспрессией данного белка имели очаговое расположение и определялись в отдельных полях зрения (рис. 2).
Из 95 случаев остеоартро-за тазобедренного сустава белок Ьс1-2 определялся в 71 случае (в 74,7 %) в остеобластах, и в 70 слу-
Таблица 1
Уровень экспрессии белка Ki-67 остеобластами субхондральной костной ткани головки бедра с учетом этиологической формы
остеоартроза, Ме (LQ - UQ) Table 1
Level of expression of protein Ki-67 by osteoblasts in subchondral bone tissue of the femoral head with consideration of an etiological
form of osteoarthrosis, Ме (LQ - UQ)
Этиологическая форма остеоартроза Etiological form of osteoarthrosis (n = 95) Экспрессия белка Ki-67 остеобластами Expression of Ki-67 protein by osteoblasts
Доля позитивных клеток Proportion of positive cells % Число позитивных случаев Number of positive cases n
Диспластический / Dysplastic, (n = 34) 7 (5-8) 1, 2 34
Ишемический / Ischemic (n = 31) 6 (4-6) 3 26
Посттравматический / Posttraumatic (n = 30) 3 (2.5-4) 24
Примечание: статистически достоверные различия: 1 - с уровнем экспрессии КЬ67 остеобластами при ишемическом
остеоартрозе (р = 0,0105); 2 - с уровнем экспрессии Ki-67 остеобластами при посттравматическом остеоартрозе (р < 0,0001); 3 - с уровнем экспрессии Ki-67 остеобластами при посттравматическом остеоартрозе (р = 0,0013).
Note: statistically significant differences: 1 - with level of expression of Ki-67 by osteoblasts in ischemic osteoarthrosis (p = 0.0105); 2 - with level of expression of Ki-67 by osteoblasts in posttraumatic osteoarthrosis (p < 0.0001); 3 - with level of expression of Ki-67 by osteoblasts in posttraumatic osteoarthrosis (p = 0.0013).
чаях (73,7 %) данный белок регистрировался в остеоцитах. При остеоартрозе диспластической этиологии экспрессия данного белка остеобластами регистрировалась в 24 случаях (70,6 %) из 34, и ее уровень составил 3 % (2-5) клеток. Экспрессия белка остеоцита-
ми определялась также в 24 случаях (70,6 %), и ее значение составило 13,5 % (10-15,5) клеток. При остеоартрозе тазобедренного сустава ишемической этиологии экспрессия белка остеобластами регистрировалась в 26 случаях (83,9 %) из 31, и ее уровень составил 7 % (3-12) клеток. Экспрессия белка Ь^-2 остеоцитами определялась также в 26 случаях (83,9 %), и ее уровень составил 10 % (5-16) клеток. При посттравматическом остеоартрозе экспрессия данного белка остеобластами регистрировалась в 21 случае (70 %) из 30, и ее значение составило 4 % (3-6) клеток. Экспрессия белка остео-цитами определялась в 20 случаях (66,6 %), и ее значение составило 7,5 % (5-12,5) клеток.
Сводные данные уровня экспрессии белка Ь^-2 остеобластами и остеоцитами субхондральной костной ткани головки бедра с учетом этиологической формы остеоартро-за тазобедренного сустава представлены в таблице 2.
Проведенный статистический анализ показал, что максимальное значение цитоплазматической экспрессии белка остеобластами определялось в костной ткани головки бедра в группе остеоартрозе ишемической этиологии и составило в 1,75 раз выше, чем в группе посттравматического (р = 0,025), и в 2,3 раза выше, чем в группе диспластического остеоартро-за (р = 0,0289). Статистически достоверных различий в уровнях экспрессии данного белка при дис-пластическом и посттравматическом остеоартрозе тазобедренного сустава не получено (р = 0,7243). Максимальное значение цито-плазматической экспрессии белка Ь^-2 остеоцитами костной ткани головки бедра определялось в группе диспластического остеоартроза и составило в 1,8 раз выше, чем в группе остеоартроза посттравматической этиологии (р = 0,0088).
Рисунок 1
Положительная иммуногистохимическая реакция остеобластов (указано стрелкой) субхондральной костной ткани головки бедра с антителами Ki-67 при диспластическом остеоартрозе тазобедренного сустава. Ув. 400 Figure 1
The positive immunohistochemical response of osteoblasts (indicated with an arrow) in subchondral bone tissue of the femoral head with antibodies Ki-67 in dysplastic osteoarthrosis of the hip joint. 400-fold amplification
Рисунок 2
Положительная иммуногистохимическая реакция остеобластов (указано черной стрелкой) и остеоцитов (указано красной стрелкой) субхондральной костной ткани головки бедра с антителами bcl-2 приишемическом остеоартрозе тазобедренного сустава. Ув. 400 Figure 2
The positive immunohistochemical response of osteoblasts (indicated with a black arrow) and osteocytes (indicated with a red arrow) in subchondral bone tissue of the femoral head with antibodies bcl-2 in ischemic osteoarthrosis of the hip joint.400-fold amplification
\
I f\ /
V
4 §
/
X
- m
72
ПОЛИТРАВМА
Л Е Т
Таблица 2
Уровень экспрессии белка bcl-2 остеобластами и остеоцитами субхондральной костной ткани головки бедра с учетом этиологической формы остеоартроза тазобедренного сустава, Ме (LQ - UQ)
Table 2
Level of expression of bcl-2 protein by osteoblasts and osteocytes in subchondral bone tissue of the femoral head with consideration of an etiological form of osteoarthrosis of the hip joint, Ме (LQ - UQ)
Этиологическая форма остеоартроза Etiological form of osteoarthrosis n = 95 Экспрессия белка bcl-2 остеобластами Expression of bcl-2 protein by osteoblasts Экспрессия белка bcl-2 остеоцитами Expression of bcl-2 protein by osteocytes
Доля позитивных клеток Proportion of positive cells % Число позитивных случаев Number of positive cases n Доля позитивных клеток Proportion of positive cells % Число позитивных случаев Number of positive cases n
Диспластический Dysplastic n = 34 3 (2-5)4 24 13.5 (10-15.5)3 24
Ишемический Ischemic n = 31 7 (3-12)1, 2 26 10 (5-16) 26
Посттравматический Posttraumatic n = 30 4 (3-6) 5 21 7.5 (5-12.5) 20
Примечание: статистически достоверные различия: 1 - с уровнем экспрессии bcl-2 остеобластами при посттравматическом остеоартрозе (р = 0,025); 2 - с уровнем экспрессии bcl-2 остеобластами при диспластическом остеоартрозе (р = 0,0289); 3 - с уровнем экспрессии bcl-2 остеоцитами при посттравматическом остеоартрозе (р = 0,0088); 4 - с уровнем экспрессии bcl-2 остеоцитами при диспластическом остеоартрозе (р < 0,0001); 5 - с уровнем экспрессии bcl-2 остеоцитами при посттравматическом остеоартрозе (р < 0,000451).
Note: statistically significant differences: 1 - with level of expression of bcl-2 by osteoblasts in posttraumatic osteoarthrosis (p = 0.025); 2 - with level of expression of bcl-2 by osteoblasts in dysplastic osteoarthrosis (p = 0.0289); 3 - with level of expression of bcl-2 by osteocytes in posttraumatic osteoarthrosis (p = 0.0088); 4 - with level of expression of bcl-2 by osteocytes in dysplastic osteoarthrosis (p < 0.0001); 5 - with level of expression of bcl-2 by osteocytes in posttrumatic osteoarthrosis (p < 0.000451).
Статистически достоверных различий в уровнях экспрессии данного белка при диспластическом и ише-мическом остеоартрозе не получено (р = 0,2175). При сравнении уровня цитоплазматической экспрессии белка Ь^-2 остеоцитами в группах остеоартроза ишемической и посттравматической этиологии статистически достоверных различий также не выявлено (р = 0,6656). При диспластическом остеоартро-зе доля позитивных осте-
оцитов в 4,5 раза больше, чем остеобластов (р < 0,0001), а при посттравматическом в 1,9 раз больше (р = 0,000451). Исключение составляет остеоартроз тазобедренного сустава ишемической этиологии, когда различия данного показателя оказались статистически не достоверны (р = 0,088).
Исследование экспрессии такого инициатора апоптоза, как белок р53, является важным аспектом в оценке процессов ремоделирования костной ткани головки бедра при остеоартрозе тазобедренного сустава. Проведенный анализ указывает на ядерный характер экспрессии
Рисунок 3
Положительная иммуногистохимическая реакция с антителом р53 остеоцита (указано стрелкой) субхондральной костной ткани головки бедра при диспластическом остеоартроза. Ув. 400 Figure 3
The positive immunohistochemical response with antibody p53 of an osteocyte (indicated with an arrow) insubchondral bone tissue of the femoral head in dysplastic osteoarthrosis. 400-fold amplification
у
/
0
>
Таблица 3
Уровень экспрессии белка p53 остеоцитами костной ткани головки бедра с учетом этиологической формы остеоартроза,
Ме (LQ - UQ) Table 3
Level of expression of p53 protein by osteocytes in bone tissue of the femoral head with consideration of an etiological form
of osteoarthrosis, Ме (LQ - UQ)
Этиологическая форма остеоартроза Etiological form of osteoarthrosis n = 95 Экспрессия белка р53 остеоцитами Expression of p53 protein by osteocytes
Доля позитивных клеток Proportion of positive cells % Число позитивных случаев Number of positive cases n
Диспластический Dysplastic n = 34 0.2 (0.2-0.3) 14
Постишемический Postischemic n = 31 0.2 (0.2-0.3) 10
Посттравматический Posttraumatic n = 30 0.2 (0.2-0.3) 13
данного маркера. В исследовании установлено, что ядерная экспрессия белка р53 характерна исключительно для единичных остеоцитов (рис. 3).
Из 95 исследованных случаев белок р53 регистрировался в остео-цитах костной ткани головки бедра 37 пациентов (в 38,9 %). В 61,1 % случаев данный белок не определялся. В группе диспластическо-го остеоартроза экспрессия белка р53 остеоцитами регистрировалась в 14 случаях (41,2 %) из 34. Медиана уровня экспрессии данного маркера составила 0,2 % (0,2-0,3) остеоцитов. В группе ишемическо-го остеоартроза экспрессия белка р53 определялась в 10 случаях (32,3 %) из 31. Медиана его экспрессии составила 0,2 % (0,2-0,3) остеоцитов. При остеоартрозе посттравматической этиологии экспрессия белка р53 в остеоцитах костной ткани головки бедра регистрировалась в 13 случаях (43,3 %) из 30. Медиана его экспрессии составила 0,2 % (0,2-0,3) остеоцитов.
Сводные данные уровня экспрессии белка р53 остеоцитами костной ткани головки бедра с учетом этиологической формы остеоартроза представлены в таблице 3.
По данным проведенного статистического анализа, достоверных различий в уровне экспрессии белка р53 остеоцитами при различных этиологических формах остеоар-троза тазобедренного сустава получено не было. Таким образом, установлено, что при остеоартрозе
тазобедренного сустава в костной ткани головки бедра экспрессия белка р53 осуществляется исключительно остеоцитами и в крайне незначительных количествах.
С целью выявления статистически значимых взаимосвязей между экспрессией транскрипционных факторов клетками костной ткани головки бедра при остеоартрозе был применен корреляционный анализ. Так, в костной ткани головки бедра при остеоартрозе диспластической этиологии установлена высокой тесноты обратная корреляционная связь между экспрессией остеоци-тами белков р53 и Ьс1-2 (г = -0,712; р = 0,0043) и высокой тесноты прямая корреляционная связь между экспрессией белка Ьс1-2 остеоцитами и остеобластами (г = 0,886; р = 0,0001). В костной ткани головки бедра при остеоартрозе ише-мической этиологии установлена высокой тесноты обратная корреляционная связь между экспрессией белка Ьс1-2 остеоцитами с белком р53 остеоцитов (г = -0,888; р = 0,0439), прямые корреляционные связи высокой тесноты с белком Ьс1-2 остеобластов (г = 0,965; р = 0,0001) и с белком Ю-67 остеобластов (г = 0,838; р = 0,000002). Кроме того, отмечена прямая корреляционная связь высокой тесноты между уровнем экспрессии белка р53 остеоцитами и белка Ю-67 остеобластами (г = 0,754; р = 0,0117), а также между уровнем экспрессии белков Ьс1-2 и Ю-67 остеобластами (г = 0,772; р = 0,000041). В
костной ткани головки бедра при остеоартрозе посттравматической этиологии отмечена прямая корреляционная связь высокой тесноты между уровнями экспрессии белка Ьс1-2 остеобластами и остеоцитами (г = 0,877; р = 0,000004).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенный анализ молеку-лярно-биологических показателей костной ткани головки бедра позволил выявить ряд характерных особенностей для остеоартроза дис-пластического, ишемического и посттравматического генеза. При дис-пластическом остеоартрозе тазобедренного сустава в ткани головки бедра пролиферативная активность остеобластов и уровень экспрессии белка Ьс1-2 в остеоцитах имеют максимальную экспрессию, причем повышение данного белка в осте-оцитах и остеобластах дополнительно сопровождается снижением уровня экспрессии белка активатора апоптоза р53 в остеоцитах. При остеоартрозе тазобедренного сустава посттравматической этиологии в костной ткани головки бедра характерны минимальная пролифера-тивная активность остеобластов, ее клеточный состав поддерживается преимущественно за счет повышения уровня экспрессии антиапоп-тического белка Ьс1-2 в остеоцитах и остеобластах. При ишемическом остеоартрозе тазобедренного сустава костная ткань головки бедра характеризуется максимальным уровнем экспрессии белка Ьс1-2 остеоб-
10
Л Е Т
ластами. Таким образом, возможно предположить, что для улучшения синтеза костной ткани при диспластическом остеоартрозе необходим поиск терапии, направленной
на повышение антиапоптической активности остеобластов, при по-стишемическом остеоартрозе — на повышение пролиферативной активности остеобластов, а при по-
сттравматическом остеоартрозе необходимо увеличивать пролифе-ративную активность остеобластов и антиапоптическую активность остеоцитов.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES:
1. Dean CS, Chahla J, Serra CR, LaPrade RF. Fresh Osteochondral Allograft Transplantation for Treatment of Articular Cartilage Defects of the Knee. Arthrose Tech. 2016; 5(1): e157-e161.
2. Ding H, Mao Y, Yu B, Zhu Z, Li H, Yu B et al. The use of morselized allografts without impaction and cemented cage support in acetabular revision surgery: a 4- to 9-year follow-up. J Orthop Surg Res. 2015; 10: 77.
3. Emadedin M, Ghorbani LM, Fazeli R, Mohseni F, Moghadasali R, Mardpour S et al. Long-Term Follow-up of Intra-Articular Injection of Autologous Mesenchymal Stem Cells in Patients with Knee, Ankle, or Hip Osteoarthritis. Arch Iran Med. 2015; 18(6): 336344.
4. Freitag J, Bates D, Boyd R, Shah K, Barnard A, Huguenin L et al. Mesenchymal stem cell therapy in treatment of osteoarthritis: re-parative pathways, safety and efficacy - a review. BMC Musculo-skelet Disord. 2016; 17(1): 230.
5. Despars G, Carbonneau CL, Bardeau P, Coutu DL, Beauséjour CM. Loss of the osteogenic differentiation potential during senescence is limited to bone progenitor cells and is dependent on p53. PLoS One. 2013; 8(8): e73206.
6. Zhen YF, Wang GD, Zhu LQ, Tan SP, Zhang FY, Zhou XZ et al. p53 dependent mitochondrial permeability transition pore opening is
required for dexamethasone induced death of osteoblasts. J Cell Physiol. 2014; 229(10): 1475-1483.
7. Zou W, Yang S, Zhang T, Sun H, Wang Y, Xue H et al. Hypoxia enhances glucocorticoid-induced apoptosis and cell cycle arrest via the PI3K/Akt signaling pathway in osteoblastic cells. J Bone Miner Metab. 2015; 33(6): 615-624.
8. Kristensen HB, Andersen TL, Marcussen N, Rolighed L, Delaisse JM. Osteoblast recruitment routes in human cancellous bone remodeling. Am J Pathol. 2014; 184(3): 778-789.
9. Davydov D.A., Ustyntseva I.M. The device for fixing the head of the femur during the process of its sawing for preparation of biological material to histological examination: the patent No. 2593158 / No. 2015115221/05; the application from April 22, 2015; published on July 27, 2016, the bulletin No. 21. Russian (Давыдов Д.А., Устьянцева И.М. Устройство для фиксации головки бедренной кости в процессе ее распила для подготовки биологического материала к гистологическому исследованию: патент № 2593158 / № 2015115221/05; за-явл. 22.04.2015; опубл. 27.07.2016, Бюл. № 21.)
10. Trukhacheva N.V. Mathematical statistics in medicobiological studies with Statistica software. M.: GEOTAR-Media, 2012. P. 384. Russian (Трухачева Н.В. Математическая статистика в медико-биологических исследованиях с применением пакета Statistica. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. 384 с.)
Сведения об авторах:
Давыдов Д.А., младший научный сотрудник, лабораторно-экспери-ментальный отдел, ФГБУ «Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Новосибирск, Россия.
Авдалян А.М., д.м.н., заведующий лабораторией, Лаборатория молекулярно-генетических характеристик опухолей Алтайского филиала РОНЦ им. Н.Н. Блохина Минздрава РФ, г. Барнаул, Россия.
Агаджанян В.В., д.м.н., профессор, главный врач ГАУЗ КО «Областной клинический центр охраны здоровья шахтеров», г. Ленинск-Кузнецкий, Россия.
Кирилова И.А., заместитель директора по научно-инновационной работе, ведущий научный сотрудник, ФГБУ «Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Новосибирск, Россия.
Устьянцева И.М., д.б.н, профессор, заместитель главного врача по клинической лабораторной диагностике, ГАУЗ КО «Областной клинический центр охраны здоровья шахтеров», г. Ленинск-Кузнецкий, Россия.
Лушникова Е.Л., д.б.н, профессор, директор Института молекулярной патологии и патоморфологии СО РАМН, г. Новосибирск, Россия.
Information about authors:
Davydov D.A., junior research associate, laboratory and experimental department, Novosibirsk Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedics named after Ya.L. Tsyvyan, Novosibirsk, Russia.
Avdalyan A.M., MD, PhD, chief of laboratory, laboratory of molecular and genetic characteristics of tumors, Altay department of Blokhin Russian Oncologic Scientific Center, Barnaul, Russia.
Agadzhanyan V.V., MD, PhD, professor, chief physician, Regional Clinical Center of Miners' Health Protection, Leninsk-Kuznetsky, Russia.
Kirilova I.A., deputy director of scientific and innovative work, leading researcher, Novosibirsk Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedics named after Ya.L. Tsyvyan, Novosibirsk, Russia.
Ustyantseva I.M., doctor of biological science, professor, deputy chief physician of clinical and laboratory diagnostics, Regional Clinical Center of Miners' Health Protection, Leninsk-Kuznetsky, Russia.
Lushnikova E.L., doctor of biological science, director of Institute of Molecular Pathology and Pathomorphology, Novosibirsk, Russia.
Адрес для переписки:
Давыдов Д.А., 7-й Микрорайон, № 9, г. Ленинск-Кузнецкий, Кемеровская область, Россия, 652509 Тел: +7 (384-56) 9-55-80 E-mail: [email protected]
Address for correspondence:
Davydov D.A., 7th district, 9, Leninsk-Kuznetsky, Kemerovo region, Russia, 652509
Tel: +7 (384-56) 9-55-80 E-mail: [email protected]
