CaR介导的软骨细胞异常终末分化在单侧前牙反（牙合）所致TMJ OA中的关键作用研究

发布时间：2017-10-31 02:07

  本文关键词：CaR介导的软骨细胞异常终末分化在单侧前牙反（牙合）所致TMJ OA中的关键作用研究

  更多相关文章： 颞下颌关节紊乱病 骨关节炎 钙盐结晶 钙离子敏感受体 软骨细胞

【摘要】：颞下颌关节紊乱病(temporomandibular disorder,TMD)是口腔常见疾患之一,主要累及颞下颌关节(temporomandibular joint,TMJ)软、硬组织和颌面-颈肩部肌肉,典型症状包括关节弹响、下颌运动障碍、相关肌肉疼痛等。TMD的重症表现之一为颞下颌关节骨关节炎(temporomandibular joint osteoarthritis,TMJ OA)。OA的最主要病理改变之一为关节软骨退变。在晚期OA患者退变软骨中,大多可以发现正常软骨中所未有的钙盐沉积,这些沉积的钙盐结晶主要包括两大类:基础磷酸钙(basic calcium phosphate,BCP)和无水焦磷酸钙(calcium pyrophosphate dehydrate,CPPD),这些钙盐结晶在OA的发生和发展过程中均发挥了作用。65.8%存在结构改变的TMD患者的下颌髁突软骨内同样也有钙盐的异常沉积现象。但是早期OA中是否即出现钙盐异常沉积目前还缺乏研究。钙盐异常沉积过程中同时伴随有Ca离子浓度的改变,Ca离子敏感受体(calcium sensing receptor,CaR)是一种膜表面受体,其主要作用就是感受细胞外的Ca离子浓度变化,CaR在骨骼系统的发育过程中发挥了重要作用。目前对于CaR在OA发病及发展中的作用研究极少,仅有文献报道过在几内亚猪的自发性膝关节OA软骨中存在CaR高表达,但对于CaR在OA中的具体作用仍然缺乏研究。我们课题组前期研究表明对sd大鼠或小鼠施加单侧前牙反牙合(unilateralanteriorcrossbite,uac)的异常咬合刺激,可以诱导下颌髁突软骨出现典型的oa样退变,具体表现为tmj髁突软骨细胞凋亡增加、增殖减少,软骨基质降解,炎性因子和基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinase,mmps)表达增加,软骨下骨早期即出现骨吸收等。本研究基于该动物模型,首先探索研究早期tmjoa软骨中是否存在异常钙盐沉积的现象以及参与调节钙盐沉积的相关分子的表达变化,明确钙盐结晶对于tmjoa软骨退变的病理性影响;其次探索研究car在tmjoa软骨中的表达变化,以及其与软骨细胞增殖、分化之间的关系及可能的相关分子调控机制;最后对uac模型大鼠进行tmj局部注射给药抑制car活性,观察其对tmjoa的治疗作用,并利用软骨细胞特异性car敲除小鼠从基因水平验证抑制car对于tmjoa的治疗作用。研究结果:1.uac刺激组大鼠髁突软骨基质内胶原纤维断裂、软骨细胞周围出现大量基质小泡,为钙盐结晶提供了初始位点和晶核;uac刺激使得软骨内抑制bcp结晶形成分子mgp、cd73、npp1和ank的表达减少,同时mmp13、tnap等促进bcp晶体形成的分子表达增加,共同作用促进bcp结晶的形成;形成的bcp晶体可以刺激软骨细胞高表达mmp3、mmp9和mmp13等基质降解分子,同时减少colii、colx和aggrecan等软骨细胞表型分子的表达。2.uac实验组大鼠髁突软骨2w时即开始出现car的表达增高,4w时继发有pthrp的表达上调,但是其唯一受体ppr的表达从2w时即显著降低;增殖相关分子cdca8、ccnb2、ki67和软骨细胞表型分子col-ii、aggrecan的表达从2w时开始显著降低,终末分化相关分子runx2、alp、ocn的表达从4w开始显著增高。3.car活化可以促进p38和erk的磷酸化,抑制car、p38可以对pthrp表达和软骨细胞增殖(cdca8、ccnb2、ki67)产生影响;抑制car、erk、runx2可以对软骨细胞表型分子(col-ii、aggrecan)及终末分化(runx2、alp、ocn)产生影响。car活化对ppr表达无明显作用。4.在uac大鼠tmj周围局部注射car抑制剂nps2143或是在uac小鼠软骨细胞内特异性敲除car均可以显著增加髁突软骨厚度及基质内蛋白多糖的含量,减少car的表达的同时增加ppr的含量;增加增殖相关分子(cdca8、ccnb2、ki67)和软骨表型分子(Col-II、Aggrecan)的表达,降低软骨细胞的终末分化(Runx2、ALP、OCN)标志分子的水平。研究结论:1.软骨内钙盐沉积是咬合源性TMJ OA早期的重要变化之一,其钙盐沉积以BCP结晶为主。2.在TMJ OA早期即有CaR的表达增高、增殖活动降低和终末分化加强,其增殖活动变化的信号通路主要为:CaR→p38→PTHrP→Ccnb2/Cdca8/Ki67;其终末分化变化的主要信号通路为:CaR→ERK→Runx2→ALP/OCN/Runx2;CaR通过调节PTHrP信号和Runx2信号,对软骨细胞发挥促进增殖和促终末分化的作用,二者之间的平衡对于软骨细胞的命运走向具有重要影响。3.抑制CaR活性可以显著改善UAC所致TMJ OA软骨的病变,增加软骨内基质含量及厚度,促进软骨细胞增殖的同时抑制其终末分化。CaR分子有望成为OA治疗的新靶点。
【关键词】：颞下颌关节紊乱病 骨关节炎 钙盐结晶 钙离子敏感受体 软骨细胞
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R782.6
【目录】：

• 缩略语表5-7
• 中文摘要7-10
• 英文摘要10-13
• 前言13-15
• 文献回顾15-33
• 实验一 单侧前牙反牙合对大鼠下颌髁突软骨内钙盐沉积的影响33-53
• 1 材料34-35
• 2 方法35-42
• 3 结果42-49
• 4 讨论49-53
• 实验二 UAC对大鼠下颌髁突软骨内CaR及相关分子的表达影响53-61
• 1 材料54
• 2 方法54-55
• 3 结果55-58
• 4 讨论58-61
• 实验三 CaR对PTHrP信号及软骨细胞增殖、表型改变及分化的分子调控机制研究61-73
• 1 材料61-62
• 2 方法62-65
• 3 结果65-70
• 4 讨论70-73
• 实验四 抑制CaR对UAC模型大鼠下颌髁突软骨的影响73-87
• 1 材料73-74
• 2 方法74-77
• 3 结果77-84
• 4 讨论84-87
• 小结87-89
• 参考文献89-110
• 个人简历和研究成果110-112
• 致谢112

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本文编号：1120303