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학술저널
저자정보
Park Jae-Young (Department of Orthopaedic Surgery Seoul National University Hospital Seoul National University) Bae Hyun Cheol (Department of Orthopaedic Surgery Seoul National University Hospital Seoul National University) Pyo Sung Hee (Department of Orthopaedic Surgery Seoul National University Hospital Seoul National University) Lee Myung Chul (Department of Orthopaedic Surgery Seoul National University Hospital Seoul National University) 한혁수 (서울대학교)
저널정보
한국조직공학과 재생의학회 조직공학과 재생의학 조직공학과 재생의학 제18권 제5호
발행연도
2021.10
수록면
831 - 840 (10page)
DOI
10.1007/s13770-021-00342-3

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Background: Transforming growth factor beta 1 (TGFβ1) plays an essential role in maintaining cartilage homeostasis. TGFβ1 is known to upregulate anabolic processes in articular cartilage, but the role of TGFβ1 in chondrocyte catabolism remains unclear. Thus, we examined whether TGFβ1 increases catabolic processes in the osteoarthritic joint via transglutaminase 2 (TG2). In this study, we investigated whether interplay between TGFβ1 and TG2 mediates chondrocyte catabolism and cartilage degeneration in osteoarthritis. Methods: To investigate the role of TGFβ1 and TG2 in osteoarthritis, we performed immunostaining to measure the levels of TGFβ1 and TG2 in 6 human non-osteoarthritic and 16 osteoarthritic joints. We conducted quantitative reverse transcription polymerase chain reaction and western blot analysis to investigate the relationship between TGFβ1 and TG2 in chondrocytes and determined whether TG2 regulates the expressions of matrix metalloproteinase (MMP)-13, type II, and type X collagen. We also examined the extent of cartilage degradation after performing anterior cruciate ligament transection (ACLT) and destabilization of the medial meniscus (DMM) surgery in TG2 knock-out mice. Results: We confirmed the overexpression of TGFβ1 and TG2 in human osteoarthritic cartilage compared with non-osteoarthritic cartilage. TGFβ1 treatment significantly increased the expression of TG2 via p38 and ERK activation. TGFβ1-induced TG2 also elevated the level of MMP-13 and type X collagen via NF-κB activation in chondrocytes. Cartilage damage after ACLT and DMM surgery was less severe in TG2 knock-out mice compared with wild-type mice. Conclusion: TGFβ1 modulated catabolic processes in chondrocytes in a TG2-dependent manner. TGFβ1-induced TG2 might be the therapeutic target for treating cartilage degeneration and osteoarthritis.
#TGF-β #Transglutaminase-2 #Articular chondrocyte #Cartilage #Catabolism

목차

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Blasioli DJ / 2014 / The roles of catabolic factors in the development of osteoarthritis / Tissue Eng Part B Rev 20:355~363 google schola Takaishi H / 2008 / Joint diseases and matrix metalloproteinases : a role for MMP-13 / Curr Pharm Biotechnol 9:47~54 google schola Wang W / 2014 / TGFb signaling in cartilage development and maintenance / Birth Defects Res C Embryo Today 102:37~51 google schola Finnson KW / 2012 / TGF-b signaling in cartilage homeostasis and osteoarthritis / Front Biosci(Schol Ed) 4:251~268 google schola van der Kraan PM / 2009 / TGF-beta signaling in chondrocyte terminal differentiation and osteoarthritis : modulation and integration of signaling pathways through receptor-Smads / Osteoarthritis Cartilage 17:1539~1545 google schola

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