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蛋白质组学在骨关节疾病研究中的应用【关键词】蛋白质蛋白质作为细胞中的活性大分子，其表达水平的改变与疾病、药物作用或毒素作用直接相关。
蛋白质组学的理论和技术的进展与完善令人们从组织或细胞的蛋白质整体水平去熟悉疾病成为可能。
这一技术将是发觉疾病标志物、鉴定和评判药物靶蛋白等十分有效的工具。
1 蛋白质组学的概念及研究意义蛋白质组(Proteome)与蛋白质组学(Proteomics)的提出至今已有10年左右的时刻。
蛋白质组一词，源于蛋白质(protein)与基因组(genome)两个词的杂合，意指“一种基因组所表达的全套蛋白质”，即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全数蛋白质。
蛋白质组是一个动态的概念，在同一个机体的不同组织和细胞中不相同，在同一机体的不同发育时期，不同的生理状态下，乃至不同的外界环境下也不相同。
各类复杂的生命活动，都是特定蛋白质群体在不同时刻和空间不同组合的结果。
蛋白质组学那么是大规模、系统地在蛋白质组整体水平进行研究的一门新兴学科［1］，包括研究细胞内动态转变的蛋白质组成成份、表达水平和翻译后修饰状态、蛋白质之间的彼此作用和联系。
蛋白质组学可分为比较蛋白质组学和表达蛋白质组学［2］。
前者通过比较分析不同生理、病理条件下细胞、组织或体液中表达的蛋白质异同，挑选出许多具有临床标志意义的蛋白质关键分子。
后者目的在于成立蛋白质表达谱和修饰谱的数据库、细胞定位图、蛋白质作用连锁图，探讨和说明生命现象的本质。
将蛋白质组表达信息与基因组信息有效结合，这既可显示蛋白质翻译后加工修饰方式，又可克服分离蛋白质与理论蛋白质不一致的局限，从而使病理生理机制的说明更为完全和准确。
2 骨关节疾病的蛋白质组学研究各类骨关节疾病，包括退行性关节炎、滑囊炎、滑膜炎、肩周炎、风湿性关节炎、类风湿性关节炎、股骨头坏死等，都是较难治愈的慢性疾患，患病后关节肿、痛、积液、僵硬、增生、骨刺，活动艰巨乃至致使残疾!蛋白质组学的进展将极大的增进骨关节疾病的研究，尽管目前还处于起步时期，但从基因组向蛋白质组方向转变不失为尔后骨关节疾病研究的一种新模式。
关节软骨的组成成分
关节软骨，那可真是个神奇的存在啊！它就像是我们身体里的小卫士，默默地守护着我们的关节。
你知道吗，关节软骨主要由胶原蛋白和蛋白多糖组成。
胶原蛋白就像是坚韧的绳索，交织在一起，为软骨提供了强大的拉伸强度和韧性，让软骨能够承受各种压力和张力。
这难道不像是建筑中的钢筋骨架吗？没有它，整个结构可就不稳固啦！而蛋白多糖呢，则像一个个小小的海绵球，它们可以吸收水分，让软骨保持湿润和弹性。
这就好像是给关节软骨注入了活力源泉，让它能够灵活地应对各种运动和挑战。
还有水呀，可别小看了这看似普通的水。
它在关节软骨中可是起着至关重要的作用呢！它就像是关节软骨的润滑剂，让软骨之间的摩擦大大减少，保证了我们运动的顺畅。
这不就像是汽车的润滑油一样吗？
软骨细胞也是关节软骨的重要组成部分。
它们就像是勤劳的小工匠，不断地合成和修复软骨组织，让关节软骨始终保持良好的状态。
如果没有这些小工匠的辛勤工作，那我们的关节还不得出大问题呀！
想想看，如果关节软骨没有了这些成分，那我们的生活会变成什么样呢？我们可能连简单的走路、跑步都变得困难重重，更别说去做那些我们喜欢的运动啦！所以啊，我们要好好保护我们的关节软骨，让它能够一直为我们服务。
关节软骨的组成成分真的是太奇妙啦！它们相互配合，共同构成了一个强大而又灵活的系统。
我们应该珍惜我们身体里的这个小奇迹，通过合理的运动、健康的饮食和良好的生活习惯来保护它。
让我们一起行动起来，关爱我们的关节软骨，让我们的身体更加健康、更加有活力吧！。
关节软骨的基本结构介绍关节软骨是人体关节中一种特殊的结缔组织，它具有重要的功能和结构特点。
在关节中，软骨起着缓冲和减震的作用，同时还能提供光滑的表面以保证关节正常运动。
下面将详细介绍关节软骨的基本结构。
关节软骨是一种由蛋白质和多糖组合而成的致密结缔组织。
它主要由两个成份组成：胶原纤维和基质。
其中，胶原纤维是整个软骨的支撑物质，它使得软骨具有了一定的弹性和柔韧性；而基质则是一个由大量水分和胶原纤维囊泡构成的胶体，使软骨具有较高的弹力和耐压性。
关节软骨中的胶原纤维是由胶原蛋白构成的，胶原蛋白是人体最重要的一种结构蛋白质，在体内广泛分布，具有高度的拉伸强度。
在关节软骨的胶原纤维中，主要有Ⅱ型胶原，它占据了胶原纤维的绝大部分。
Ⅱ型胶原纤维以纤维束的形式排列，使得软骨有了良好的弹性。
此外，软骨中也含有Ⅹ型胶原纤维，它主要分布在软骨的边缘区域，起到一定的支撑作用。
除了胶原纤维外，关节软骨的基质中还富含一种叫做糖胺聚糖的多糖，它是一种大分子聚合物。
糖胺聚糖在关节软骨中能够吸附大量的水分分子，使得软骨中有丰富的水分，进而起到缓冲和减震的作用。
此外，糖胺聚糖还能够帮助胶原纤维排列得更加整齐，增加软骨的强度。
关节软骨的基本结构可分为三层：表层、中层和深层。
表层是软骨的最外层，它与关节液直接接触，表面光滑且富有弹性。
表层主要由胶原纤维组成，这些纤维密集地排列在一起，使得表层表面光滑，减少了摩擦。
中层由胶原纤维和糖胺聚糖组成，胶原纤维较为紧密，减少了水分的渗透。
深层位于软骨的最内层，它主要由胶原纤维形成较为疏松的网状结构。
除了上述的基本结构外，关节软骨还具有一些细胞类型。
最重要的细胞是软骨细胞，它是关节软骨中最常见的细胞。
软骨细胞分布在软骨的各个部分，并且具有非常低的代谢活性。
软骨细胞能够合成和分泌一些特殊的胶原和糖胺聚糖，以维持软骨的基本结构和功能。
总结来说，关节软骨是一种由胶原纤维和基质组成，具有良好弹性和耐压性的结缔组织。
软骨和骨软骨的结构和功能（一）软骨组织软骨细胞：软骨组织中唯一的细胞类型，包埋在软骨基质中，所在的腔隙为软骨陷窝，软骨陷窝周围的基质的糖胺多糖中硫酸软骨素含量相对较多，呈嗜碱性，为软骨囊。
（二）软骨组织的类型透明软骨构成肋软骨、关节软骨、呼吸道内的软骨等。
特点：纤维成分为胶原原纤维，具有较强的抗压性。
在软骨组织的周边部位，软骨细胞较小，扁圆形，单个分布，为幼稚的软骨细胞；越靠近软骨中央，细胞越成熟，体积增大，变成圆形或椭圆形，并成群分布，多为 2～8 个聚集在一起，它们是由一个幼稚软骨细胞分裂而来的，故称同源细胞群。
电镜下，胞质内有丰富的 RER （粗面内质网）和高尔基复合体。
软骨细胞可分泌软骨基质。
结缔组织软骨基质：由纤维和无定型的细胞外基质组成。
基质中的主要成分为蛋白聚糖和水，其蛋白聚糖与疏松结缔组织中的类似，也构成分子筛结构，但软骨中的蛋白聚糖浓度更高，使软骨基质形成较为坚固的凝胶。
软骨膜除关节软骨外，软骨表面被覆薄层致密结缔组织，为软骨膜。
分为两层，外层胶原纤维多，内层细胞多，其中有梭形的骨祖细胞。
骨组织的结构和功能骨基质：简称骨质，是骨组织中钙化的细胞外基质。
由有机质跟无机质构成。
有机质：包括大量的胶原纤维和少量无定形基质。
骨基质骨基质：是钙化的细胞间质。
有机部分：由胶原纤维和基质构成，后者主要包括糖蛋白和蛋白多糖。
有一定的弹性和韧性。
无机部分：富含钙、磷的中性盐，主要为羟基磷灰石结晶。
很坚硬。
有机质（1）胶原纤维占有基质成分的 90%。
（2）基质：成凝胶状，主要是①糖胺多糖：有黏合纤维的作用。
还有多种②糖蛋白：骨钙蛋白、骨桥蛋白、骨黏连蛋白、钙结合蛋白。
无机质又称骨盐，占干骨重量的 65%，以钙、磷离子为主。
骨盐的存在形式主要是羟基磷灰石结晶。
骨板：骨质的结构呈板层状，称骨板。
同一骨板内的纤维相互平行，相邻骨板的纤维相互垂直，这种结构形式有效的增加了骨的强度。
密质骨长骨的骨干、扁骨和短骨的表层。
１６２第１ｉ届奎国中西医结合骨伤科学术研讨会论文汇编蛋白多糖与骨性关节炎的研究王玉泉宋敏甘肃中医学院兰州７３００００骨性关节炎（ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ，ＯＡ）以其高发病率及由此产生的病废，生活质量下降等问题已引起人们的广泛关注，但至今其发病机制并不完全清楚・ＯＡ的原发病变在关节软骨。
以往人们对软骨细胞和基质胶原成分研究较多，而对基质中另一主要成分蛋白多薷（ｐｒｏｔｅｏｇｌｙｃａｎ，ＰＧ）未引起足箍重视。
进来分子生物学的研究进展向人们揭示：陌在缅胞问信息传递．维持缅胞表型，与其他基质问相互作用及保持组织整体功能方面发挥着极其重要的生物学功能Ⅲ。
１蛋白多糖的生物化学组成蛋白多睹（ＰＧ）是～类非常复杂的大分子藉复台物，主要由糖胺聚糖（ＧＡＧ）链共价连接于核心蛋白所组成蜘。
分子量从ｌｌ至２２０ｋｄ・在软骨中蛋白聚糖以巨大分子聚集体存在，许多巨大的单体可能非共价地连或聚集在一根中央丝上，该中央丝由透明质酸的重复二糖单位构成其总分子量可达到几千万道尔顿单位。
现有研究表明，核心蛋白的分子量与构型具有多样性咖，这些多肽的氨基酸组成在不同的物种与组织中差别很大，但通常都不舍半胱氨酸．而富含谷氨酸，丝氨酸及苏氨酸。
氨基酸序列分析显示有不同功能区的存在硼。
过去ＧＡＧ常被称为酸性粘多糖，ＧＡＧ的基本构成区段与重复单位由数目不等的相同的或类似的＝糖单位构成。
Ｃ８ｍｅｙ啪等已发现了许多氨基葡聚糖类物质的重要结构，包括透明质酸（ｍ）、４一或６－硫酸软骨素（ｃｓ）、肝素（Ｈｅｐ）、硫酸乙酰肝素（Ｈｓ）、硫酸皮肤素（Ｄｓ）及硫酸角质素（ＫＳ）。
２蛋白多糖的生化特性蛋白多糖可根据在离心时的浮力密度差异进行分类。
低密度蛋白多糖群体一般为低分子量的分子群，主要由携带着一条或两条ＧＡＧ链的核心蛋白组成．核心蛋白上也可能存在Ｎ＿和／或ｏ．连接的寡糖啪，这种蛋白多糖是软骨中的主要类型，也是细胞外的各组成部分（例如胶原、纤维结合素）的主要生物粘合剂。
软骨细胞标记基因
软骨细胞的标记基因主要包括Sox9、Ⅱ型胶原蛋白（Col2al）和蛋白聚糖。
这些基因在软骨细胞的生长和分化过程中起着重要作用。
1. Sox9：这是一种转录因子，是软骨细胞的重要标记基因。
它参与软骨细胞的分化和增殖，以及软骨基质的形成和维持。
2. Ⅱ型胶原蛋白（Col2al）：这是软骨细胞分泌的一种主要蛋白质，是软骨基质的主要成分。
Col2al基因编码Ⅱ型前胶原蛋白，它是Ⅱ型胶原蛋白的前体，对于维持软骨细胞的形态和功能至关重要。
3. 蛋白聚糖：这也是软骨细胞分泌的一种重要成分，与Ⅱ型胶原蛋白共同构成软骨基质。
蛋白聚糖在软骨细胞的生长和分化过程中起着关键作用，对于维持软骨组织的弹性和稳定性具有重要意义。
总的来说，这些标记基因的表达水平和活性可以反映软骨细胞的生长和分化状态，为科研和临床工作中研究软骨组织生长和退行性疾病提供了重要的参考。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询相关学者。
名词解释蛋白聚糖
蛋白聚糖是一种生物大分子化合物，由蛋白质和多糖分子组成。
蛋白聚糖在生物体内起着重要的结构和功能作用。
蛋白质部分赋予
其特定的生物活性，而多糖部分则赋予其稳定性和可溶性。
蛋白聚
糖广泛存在于动植物组织中，包括细胞外基质、细胞膜、骨骼、软骨、皮肤和血管壁等。
它们在细胞间质和细胞外基质中起着支持和
结构维持的作用，也参与细胞间的信号传导和调控。
从化学结构上看，蛋白聚糖是由蛋白质和多糖分子通过共价键
结合而成。
蛋白质部分可以是各种不同的蛋白质，而多糖部分通常
是多糖链，如葡聚糖、软骨素等。
这种复合物的形成赋予了蛋白聚
糖独特的生物学功能和特性。
在生物体内，蛋白聚糖具有多种重要的生理功能。
它们可以提
供细胞外基质的支持和结构，维持组织的形态和机械强度。
此外，
蛋白聚糖还参与细胞间的信号传导，调节细胞增殖、分化和迁移等
生物学过程。
在动植物的生长发育过程中，蛋白聚糖也扮演着重要
的角色。
总的来说，蛋白聚糖是一类重要的生物大分子化合物，由蛋白
质和多糖分子组成，具有结构支持、信号传导和调节生物学过程等多种重要生理功能。
它们在生物体内广泛存在，并对细胞和组织的结构和功能发挥着重要作用。
人体关节软骨的主要成分
人体关节软骨是一种特殊的组织，主要由两种细胞类型构成：软骨细胞和纤维细胞。
其主要成分包括以下几种：
1. 胶原蛋白：关节软骨的主要成分之一，占软骨组织的70%左右。
胶原蛋白是一种蛋白质，能够提供软骨的强度和弹性。
2. 硫酸软骨素：是一种糖胺聚糖，是软骨组织中的另一种主要成分。
硫酸软骨素能够提供软骨的黏弹性和柔韧性。
3. 透明质酸：是一种多糖分子，也是关节软骨的重要成分之一。
透明质酸能够吸收关节液中的水分，维持关节的润滑和减少摩擦。
4. 蛋白质多糖：是关节软骨中的另一种主要成分，包括硫酸软骨素和胶原蛋白等。
蛋白质多糖能够提供软骨的强度和韧性。
5. 水分：关节软骨中含有大量的水分，通常占软骨组织的80%左右。
水分是关节软骨的重要组成部分，能够提供软骨的柔软度和润滑性。
总之，关节软骨的主要成分是胶原蛋白、硫酸软骨素、透明质酸和蛋白质多糖等，这些成分共同构成了关节软骨的结构和功能。
当这些成分受到损伤或缺乏时，关节软骨就可能出现退化和损伤等问题。
蛋白聚糖与软骨结构、功能及骨关节病的关系曹峻岭【摘要】Proteoglycan, a type of glycoconjugate, consists of a core protein and one or more covalently attached glycosaminoglycan chains. It is an important component of cell membrane, fundus membrane, especially in extracellular matrix. It is also related to the histological structure and function of cells. With the advances in scientific research, proteoglycan metabolism has been found to have association with the growth and degradation of bone, cartilage and neural tissues. Recent studies also indicate that it is related to the development of cardiovascular diseases and tumors. The relationship of proteoglycan metabolism with the structure and function of cartilage and pathogenesis of osteoarthropathy will be discussed in this paper.%蛋白聚糖是一类由核心蛋白与1条或多条共价连接的氨基聚糖所组成的糖复合物,是细胞膜、基底膜、特别是细胞外基质的重要组成成份,与组织细胞的结构和功能息息相关.随着科学研究的发展,人们逐渐认识到蛋白聚糖代谢与骨软骨发育和退变、神经组织的发育和退变、心血管疾病和肿瘤的发生发展关系密切.本文仅对蛋白聚糖代谢与软骨结构和功能及骨关节病发病机制的研究进行探讨.【期刊名称】《西安交通大学学报（医学版）》【年(卷),期】2012(033)002【总页数】6页(P131-136)【关键词】蛋白聚糖;硫酸化修饰;软骨;细胞外基质;骨关节病;大骨节病【作者】曹峻岭【作者单位】西安交通大学医学院地方病研究所;教育部环境与疾病相关基因重点实验室;卫生部微量元素与地方病重点实验室,陕西西安710061【正文语种】中文【中图分类】R684.1软骨变性坏死是许多骨关节疾病的共同问题。
目前，国内外对退行性骨关节炎（osteoarthritis，OA）和风湿性关节炎（rheumatoid arthritis，RA）的分子发病机制有了较多的研究。
大骨节病（Kaschin-Beck disease，KBD）是以四肢关节透明软骨变性坏死为特征的一种地方性骨关节病，至今病因未明，研究较多的主要有环境低硒、真菌毒素和水中有机物中毒，发病机制研究也有待进一步深入［1］。
近年来，糖生物学的作用已成为生命科学中的新前沿，糖复合物糖链修饰的改变与很多疾病的发生相伴随，其中蛋白聚糖（proteoglycan，PG）是存在于全身各组织间质中极为重要的糖复合物，是正常软骨细胞外基质的主要组成成分。
PG结构的完整性在维持软骨功能中起重要调控作用［2］。
1 PG的基本构成、分类和功能PG是一类由氨基聚糖和核心蛋白所组成的化合物，其含糖量可高达95%以上，因而化学性质更类似于多糖而不是蛋白质，实际为含蛋白的多糖。
氨基聚糖（glycosaminoglycan，GAG）是由重复二糖单位所组成的一类杂多糖，其糖链含有许多酸性基团，如羧基（-COOH）、硫酸基（-OSO3H）和磺基（-SO3H）。
重要的GAG有透明质酸（HA）、硫酸软骨素、硫酸角质素、硫酸皮肤素、硫酸肝素等。
PG的组成和结构具有两个显著特点：①分子巨大；②分子上具有许多酸性基团。
因此，蛋白聚糖是一种高分子阴离子化合物。
按照蛋白聚糖的组织分布和功能表现可以分为以下3类：1.1 结合在细胞膜上的PG 几乎在所有的组织中都有表达，为多配体PG，其核心蛋白均是贯穿细胞外区域（带有不同GAG侧链）、细胞膜区域和细胞内区域的一条肽链。
已证明与多种生理功能和病理变化有关，如在早期胚胎发育、肿瘤、创伤愈合；神经和心血管系统的表达。
1.2 基底膜结合的PG 主要存在于动物血管上皮细胞的基底膜中，如基底膜PG：主要功能是调节细胞分化和形态的建成，调节胚胎血管形成、储存生长因子功能和调控肿瘤的发展。
乙酰胆碱受体聚集因子：主要是引导乙酰胆碱受体在神经肌肉接头处聚集。
此外，还调控胚胎发育、血脑屏障形成、维持微血管的通透性。
Bamcan硫酸软骨素PG：与组织的形态构建有关。
1.3 细胞外基质PG 主要功能之一是维持细胞外基质的结构，其共同特点是核心蛋白分子量最大，有大量GAG侧链，均可与HA和凝集素结合（图1）。
研究最多的是多聚蛋白聚糖（aggrecan，AG）。
它是软骨中的主要成分，与HA形成的聚集体充填于细胞间隙，缓冲机体和组织对关节的压强；另外，AG还影响组织发育，硫酸软骨素参与调节发育中的外周神经系统，推测其对神经突触的生长有定向作用。
多功能PG：表达受许多生长因子调节（PDGF、TGF等），其调节通过不同的信号传递系统来进行，往往在一些肿瘤组织过表达。
神经PG：与神经细胞粘附分子高亲和性结合，进而抑制N-CAM同嗜性粘附和突触生长，影响脑组织发育［2］。
图1 细胞外基质中的PGs（源于Bruce Caterson教授）Fig.1PGs in cell ECM （from Prof.Bruce Caterson）2 软骨细胞外基质结构的完整性与软骨功能的关系人的关节软骨主要由软骨细胞、AG、胶原纤维和水构成。
AG和胶原是构成细胞外基质（ECM）的主要生物大分子，而ECM则是与软骨细胞代谢密切相关的，它构成了软骨细胞生长的微环境。
ECM的合成和降解在正常情况下保持着动态平衡，维持着相对的稳定性，而这一稳态平衡是保证软骨正常结构、维持软骨正常功能的关键。
一旦ECM分子修饰和结构发生改变就会降解丢失。
科学家们在研究类风湿性关节炎（RA）和退行性骨关节炎（OA）时发现：AG的过度降解／解聚和丢失是软骨在这些关节疾病中最早发生的代谢变化，甚至早于关节软骨出现病理改变［3］。
这说明致病因素所导致的AG过度降解／解聚和丢失可以视为关节软骨代谢失衡的始动环节。
若此始动环节持续存在，引起关节软骨胶原过度降解和表型表达改变，以及各种炎性和信息因子的释放，继而引发瀑布效应，则关节软骨的整体结构彻底被打破，使关节软骨含水量减少、弹性丢失，最终导致关节软骨的损毁和关节功能的丧失。
3 AG代谢和修饰与软骨基质结构和功能的关系及骨关节病的研究AG是由一条核心蛋白多肽链和大量硫酸软骨素及硫酸角质素（重要的糖胺聚糖GAG）为侧链所组成的瓶刷状分子，含有大量的酸性基团（特别是SO4基），可吸纳大量的水分以保证软骨的黏弹性和抗压能力［4－5］。
在正常软骨基质中，大部分AG以聚集体的形式存在，是AG单体通过连接蛋白与透明质酸（唯一不含硫酸的GAG）相连呈大瓶刷状的复合物（图2），充填于胶原纤维网架中相互交联形成稳定结构，并影响胶原纤维的形成［5－6］。
与 AG 中 GAG 结合的配体可引起：①在合成位点固定蛋白质；②调节酶的活性；③将配体结合到发信号的受体；④防止配体发生降解；⑤作为未来流动的配体流动库。
在某些情况下，这种相互作用取决于GAG链中被修饰糖的非专一性序列［7］。
图2 聚集蛋白聚糖单体及其聚合体的电镜照片（源于Bruce Caterson教授）Fig.2The monomer and polymer of aggrecan（TEM，from Prof.Bruce Caterson）参与AG代谢和修饰的生物大分子很多，根据其在AG代谢中发挥的作用可以分为两类：降解性和合成性。
降解性的主要是基质金属蛋白酶（MMPs）和多聚蛋白聚糖酶（aggrecanases）；而合成性的主要是组织金属蛋白酶抑制剂（TIMP）和α2-巨球蛋白（α2-macroglobulin，α2M）。
研究发现，MMPs和aggrecanase是软骨分解代谢中最重要的两类酶［8－9］。
Aggrecanases主要降解软骨多聚蛋白聚糖，具有很高的特异性；MMPs主要参与胶原的降解，同时在多聚蛋白聚糖的降解中起辅助作用。
TIMP作为MMPs和aggrecanases，尤其是aggrecanases的抑制剂，具有极强的抑制作用，其抑制活性具有量效关系［10］。
α2M作为最新发现的aggrecanases的体内抑制剂，对于aggrecanases的活性抑制亦具有量效关系［11］。
这四种生物大分子在关节软骨中的表达情况直接影响着AG的代谢。
在正常情况下四者之间相互制约、相互作用，维持着AG的代谢平衡。
但是，在病理状态下，TIMP和α2M活性下降，aggrecanases和 MMPs活性升高，造成AG持续性降解，进而影响ECM的代谢平衡。
软骨细胞的功能状态和ECM中AG代谢紧密相联。
它们之间存在着大量的信息、能量和物质交流。
而软骨细胞通过CD44、HA和连接蛋白（LP）与AG发生联系，感知ECM的变化，调节ECM的代谢。
因此，CD44、HA和LP可以看作是软骨细胞与ECM之间的‘桥梁’。
这一桥梁三联结构对于软骨细胞与胞外基质的信息、物质交流具有极为重要的作用［12－13］。
若这三联结构的任一环节发生改变，都会造成ECM代谢异常、基质降解和细胞变性坏死，导致关节软骨受损。
已有证据显示，在OA和RA中，CD44、HA的表达是增加的，而AG的合成是减少的。
同时ECM中的HA是减少的，这样的结果是最终造成ECM的降解。
近年的研究还发现：正常关节软骨硫酸酯酶表达很低，且局限于软骨表层，OA软骨硫酸酯酶mRNA和蛋白水平升高，可能引起蛋白聚糖硫酸化修饰及生长因子活性改变，从而导致OA软骨细胞活性异常和软骨降解；晚期OA滑膜液GAG含量显著降低，aggrecanase产生的代谢碎片在早期OA即可检测到，说明蛋白聚糖降解增加［14］；OA软骨退化早期合成蛋白聚糖的硫酸软骨素超微结构改变［15］；OA患者软骨中4，6-重硫酸-N-乙酰半乳糖胺（galNAc4，6S）末端硫酸化降低，并伴有 N-乙酰半乳糖胺4硫酸（galNAc4S）硫酸化升高；动物模型中OA与软骨中N聚糖表达改变有关；OA软骨中有异常硫酸软骨素蛋白聚糖表达，其表达情况随软骨损伤发展而改变［16］。
