Decorin 通过增强胶原 II 与聚集蛋白聚糖（Aggrecan）的结合，促进软骨基质中新形成的蛋白多糖的保留

《Acta Biomaterialia》：Decorin Promotes Nascent Proteoglycan Retention in Cartilage Matrix by Strengthening Collagen II–Aggrecan Integration

　　

Thomas Li|Gabriela Canziani|Yuchen Liu|Neil Patel|Biao Han|Mingyue Fan|Annie Porter|Bryan Kwok|Chao Wang|Qing Li|David E. Birk|Renato V. Iozzo|Irwin M. Chaiken|X. Lucas Lu|Robert L. Mauck|Lin Han

摘要

软骨细胞外基质（ECM）是一种含水的II型胶原蛋白与聚集蛋白的复合体，在正常的生理平衡状态以及疾病相关的重塑过程中都会发生动态更新。本研究阐明了decorin在促进新生聚集蛋白在该基质中保留和稳定性方面的重要作用。通过应用生物正交标记技术，我们发现decorin的缺失会加速新生聚集蛋白的释放，无论是在生理条件下还是炎症状态下，但这并不影响其优先定位于细胞周围基质中的特性。相反，外源性decorin的补充可以减轻炎症引起的新生聚集蛋白丢失，这支持了其作为治疗靶点的潜力。在分子水平上，decorin对聚集蛋白具有很强的结合亲和力，并能增强聚集蛋白之间的相互作用以及聚集蛋白与II型胶原蛋白之间的相互作用，从而直接促进软骨基质成分的整合。此外，decorin通过与II型胶原蛋白结合来强化胶原蛋白纤维网络，进而增强对被困聚集蛋白扩散损失的限制作用。值得注意的是，decorin不会改变软骨细胞的转录组特征在体内，这强调了它主要通过生物物理机制而非细胞信号传导来维持基质完整性的作用。综上所述，这些发现为开发基于decorin的生物材料或基因疗法提供了机制基础，旨在保护或再生软骨基质，以改善骨关节炎的治疗效果。

意义声明

由于对调节软骨细胞外基质动态更新和退行性变化的分子机制了解有限，有效软骨修复策略的开发面临挑战。本研究表明，decorin这种小分子蛋白素通过增强II型胶原蛋白与聚集蛋白之间的整合以及强化胶原蛋白纤维网络，促进了正常和退行性软骨基质中新生聚集蛋白的保留和稳定性。同时，外源性decorin能够减轻炎症刺激引起的新生聚集蛋白加速丢失。总体而言，这些发现确立了decorin作为保护软骨基质完整性和改善骨关节炎干预措施的治疗靶点。