Структурно-функциональная характеристика лубрицина и участие в поддержании трибологических параметров суставного хряща

Структурно-функциональная характеристика лубрицина и участие в поддержании трибологических параметров суставного хряща

Автор: Лызо Татьяна Сергеевна, Крылов Павел Андреевич

Журнал: Природные системы и ресурсы @ns-jvolsu

Рубрика: Биология и биотехнология

Статья в выпуске: 1 т.10, 2020 года.

Бесплатный доступ

Суставные хрящи постоянно подвергаются высоким нагрузкам. Изнашивание сустава в пожилом возрасте, как и плохое функционирование в более молодом - очень распространенная проблема, ведущая к существенному уменьшению качества жизни человека. Лубрицин - один из основных компонентов биологической смазки, это поверхностно-активный муцинозный гликопротеин, играющий важную роль в целостности хряща. Помимо основной функции - защиты хрящевых поверхностей от чрезмерного трения - лубрицин также обладает регулирующими рост свойствами, участвует в созревании субхондриальной кости и препятствует адгезии клеток. Изучение лубрицина может способствовать решению проблем, вызванных болезнями суставов, такими как остеоартроз. Несмотря на то что молекулу лубрицина впервые обнаружили давно - почти полвека назад - о ней все еще известно очень мало. В данном обзоре максимально полно представлены структурные и функциональные особенности лубрицина, известные на сегодняшний день, подробно исследована его роль в поддержании целостности суставного хряща, что может послужить базисом для разработки хондропротекторов или как материал улучшения существующих суставных протезов.

Еще

Лубрицин, суставной хрящ, остеоартроз, хондроциты

Короткий адрес: https://sciup.org/149131471

IDR: 149131471   |   DOI: 10.15688/nsr.jvolsu.2020.1.3

Список литературы Структурно-функциональная характеристика лубрицина и участие в поддержании трибологических параметров суставного хряща

  • Abubacker, S. Absence of Proteoglycan 4 (Prg4) Leads to Increased Subchondral Bone Porosity Which Can Be Mitigated Through Intra-Articular Injection of PRG4 / S. Abubacker, P. Premnath, A. Shonak // Journal ofOrthopaedic Research. - 2019. -Vol. 37, №№ 10. - P. 2077-2088. - DOI: https://doi.org/ 10.1002/jor.24378.
  • Bell, C. Influence of Hyaluronic Acid on the Time-Dependent Friction Response of Articular Cartilage Under Different Conditions / C. J. Bell, E. Ingham, J. Fisher // Proceedings of the Institution ofMechanical Engineers, Part H. - 2006. - Vol. 220, №№ 1. -P. 23-31. - DOI: https://doi.org/10.1243/095441105X69060.
  • Bioinspired Bottlebrush Polymer Exhibits Low Friction and Amontons-Like Behavior / X. Banquy [et al.] // Journal of the American Chemical Society. -2014. - Vol. 136, №> 17. - P. 6199-6202. - DOI: https:// doi.org/10.1021/ja501770y.
  • Cartilage Shear Dynamics During Tibio-Femoral Articulation: Effect of Acute Joint Injury and Tribosupplementation on Synovial Fluid Lubrication / B. Wong [et al.] // Osteoarthritis Cartilage. - 2010. - Vol. 18, №№ 3. - P. 464-471. - DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.joca.2009.11.008.
  • Cathepsin g Degrades Synovial Fluid Lubricin: Relevance for Osteoarthritis Pathogenesis / S. Huang [et al.] // BioRxiv. - 2019. - P. 792184. - DOI: https://doi.org/10.1101/792184.
  • Chromosome 1. - Электрон. текстовые дан. -Режим доступа: http://asia.ensembl.org/Homo_sapiens/Location/Chromosome?r=1 (дата обращения: 13.04.2020). - Загл. с экрана.
  • Conformational Mechanics, Adsorption, and Normal Force Interactions of Lubricin and Hyaluronic Acid on Model Surfaces / D. P. Chang [et al.] // Langmuir. - 2008. - Vol. 24, № 4. - P. 1183-1193. -DOI: https://doi.org/10.1021/la702366t.
  • Flannery, C. Articular Cartilage Superficial Zone Protein (SZP) is Homologous to Megakaryocyte Stimulating Factor Precursor and is a Multifunctional Proteoglycan with Potential Growth-Promoting, Cytoprotective, and Lubricating Properties in Cartilage Metabolism / С. Flannery, C. Hughes, B. Schumacher // Biochemical and Biophysical Research Communications. - 1999. - Vol. 254, № 3. - P. 535541. - DOI: https://doi.org/10.1006/bbrc.1998.0104.
  • Homology of Lubricin and Superficial Zone Protein (SZP): Products of Megakaryocyte Stimulating Factor (MSF) Gene Expression by Human Synovial Fibroblasts and Articular Chondrocytes Localized to Chromosome 1q25 / G. Jay, U. Tantravahi, D. Britt [et al.] // Journal of Orthopaedic Research. -2001. - IP 677-687. -DOI: https://doi.org/10.1016/S0736-0266(00)00040-1.
  • Ilker, S. Advances in Tribology of Lubricin and Lubricin-Like Synthetic Polymer Nanostructures / S. Ilker // Smart Materials. - 2018. - Vol. 6, № 2. -P. 30. - DOI: https://doi.org/10.3390/lubricants6020030.
  • Jay, G. D. Boundary Lubrication by Lubricin is Mediated by O-Linked B(1-3)Gal-GalNAc Oligosaccharides / G. D. Jay, D. A. Harris, C. J. Cha // Glycoconjugate Journal. - 2001. - Vol. 18. - P. 807815. - DOI: https://doi.org/10.1023/A:1021159619373.
  • Jay, G. D. Lubricin and Surfacing of Articular Joints / G. D. Jay // Current Opinion in Orthopaedics. -2004. - Vol. 15, №5. - P. 355-359.
  • Jay, G. Joint Lubrication: a Physico-Chemical Study of a Purified Lubricating Factor from Bovine Synovial Fluid / PhD Thesis. - N.Y. : State University ofNew York, Stony Brook, 1990.
  • Jay, G. The Biology of Lubricin: Near Frictionless Joint Motion / G. Jay, K. Waller // Matrix Biology. - 2014. - Vol. 39. - P. 17-24. - DOI: https:// doi.org/10.1016/j.matbio.2014.08.008.
  • Lee, Y. Regulation of Lubricin for Functional Cartilage Tissue Regeneration: a Review / Y. Lee, J. Choi, N. Hwang // Biomaterials Research. - 2018. -Vol. 22, № 9. - DOI: http://dx.doi.org/10.1186/s40824-018-0118-x.
  • Marcelino, J. CACP, Encoding a Secreted Proteoglycan, is Mutated in Camptodactyly-arthropathy-Coxa Vara-Pericarditis Syndrome / J. Marcelino, J. Carpten, W. Suwairi // Nature Genetics. - 1999. - Vol. 23, № 3. - P. 319-322. - DOI: https://doi.org/10.1038/15496.
  • Mow, V. Cartilage and Diarthrodial Joints as Paradigms for Hierarchical Materials and Structures / V Mow, A. Ratcliffe, A. Poole // Biomaterials. - 1992. -Vol. 13, № 2. - P. 67-97. - DOI: https://doi.org/10.1016/ 0142-9612(92)90001-5.
  • PRG4 proteoglycan 4 [Homo sapiens (human)]. -Электрон. текстовые дан. - Режим доступа: https:// www.ncbi.nlm.nih.gov/gene?Db=gene& Cmd=ShowDetail View&TermToSearch= 10216#gene-expression (дата обращения: 13.04.2020). - Загл. с экрана.
  • Samaroo, K. Binding and Lubrication of Biomimetic Boundary Lubricants on Articular Cartilage / K. Samaroo, M. Tan, D. Putnam, L. Bonassar // Journal of Orthopaedic Research. - 2017. - Vol. 35, № 3. -P. 548-557. - DOI: http://dx.doi.org/10.1002/jor.23370.
  • Schwarz, I. Surface-Active Phospholipid as the Lubricating Component of Lubricin / I. M. Schwarz, B. A. Hills // British Journal of Rheumatology. - 1998. -Vol. 31, № 1. - P. 21-26. - DOI: https://doi.org/10.1093/ rheumatology/37.1.21.
  • Swann, D. A. The Molecular Basis of Articular Lubrication, Purification and Properties of a Lubricating Fraction from Bovine Synovial Fluid / D. A. Swann, E. L. Radin // Journal of Biological Chemistry. - 1972. - Vol. 247, № 24. - P. 8069-8073.
  • Swann, D. The Molecular Structure of Lubricating Glycoprotein-I, the Boundary Lubricant for Articular Cartilage / D. Swann, H. Slayter, F. Silver // Journal of Biological Chemistry. - 1981. - Vol. 256. -P. 5921-5925.
  • The Secreted Glycoprotein Lubricin Protects Cartilage Surfaces and Inhibits Synovial Cell Overgrowth / D. Rhee [et al.] // Journal of Clinical Investigation. - 2005. - Vol. 115, № 3. - P. 622-631. -DOI: https://doi.org/10.1172/JCI22263.
  • Waller, K. Role of Lubricin and Boundary Lubrication in the Prevention of Chondrocyte Apoptosis / K. Waller, L. Zhang, K. Elsaid // Proceedings of the National Academy of Sciences. -2013. - Vol. 110, № 15. - P. 5852-5857. - DOI: https:// doi.org/10.1073/pnas. 1219289110.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp