ADAMTS调控骨关节炎软骨退变基质降解的机制研究

发布时间：2019-09-04 09:42

【摘要】：软骨退变性疾病主要特征包括软骨损伤,滑膜纤维化,软骨下骨硬化。创伤、炎症、免疫系统异常等因素均会引发软骨损伤和退行性变,导致关节活动障碍。当前,临床上,无论口服补充、营养软骨素类药物(氯基葡萄糖、软骨素)、关节腔内注射润滑剂(各种剂型玻璃酸钠),还是关节镜下清理软骨移植及微骨折术等治疗手段,均不能实现骨关节炎(OA)引发的软骨退行性损伤后透明软骨的再生修复。因此,深入研究关节软骨退变的机理,确定治疗靶点进行早期预防显得尤为重要。OA软骨退变源于软骨细胞外基质(ECM)降解。当前认为,主要有两类酶参与分解退变软骨的基质：一类是基质金属蛋白酶(MMPs),另一类是带有血小板凝血酶敏感蛋白结构域的解聚素与金属蛋白酶(ADAMTS)。目前,关于MMPs诱导OA的机理报道相对较多,而ADAMTS调控OA软骨退变细胞外基质降解的机制研究报道却比较匮乏,尤其是结合关节镜分级标准研究ADAMTS在OA发生中的作用机制亟待阐释。本课题以OA软骨退变为基础,针对主要参与基质降解的ADAMTS进行研究,旨在通过探索ADAMTS调控OA软骨退变作用机理,为今后OA临床药物应用提供理论依据,为软骨退变预防及微创介入治疗提供解决方案。方法：第一部分,OA患者全膝关节置换术前关节镜分级,标本组织病理学染色评估,测量软骨退变不同分级ADAMTS、SRY基因9(SRY-related high mobility group-box gene 9, SOX9)及软骨基质标志物表达水平并进行相关性分析；观察SOx9在早期OA中调控ADAMTS的表达。第二部分,分离培养软骨细胞,转染miR-30a或其他调控基因,予以[L-1β干预,测活性及转录因子募集到miR-30a启动子的能力,并分析miR-30a与ADAMTS等基因的相关性。第三部分,予以碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor, bFGF)刺激处理,组织学方法及分子生物学技术评估ADAMTS表达,并采用成管实验技术及小动物micro-CT观察血管生成及OA退变情况。结果：1)ADAMTS在OA软骨退变早期表达抑制,而SOX9在OA早期表达升高；SOX9能够抑制ADAMTS的表达；在OA早期退变的软骨组织中,SOX9知ADAMTS呈负相关。2) miR-30a可以靶向抑制ADAMTS-5蛋白水平表达；miR-30a在OA患者中表达下调,并与ADAMTS-5表达、HSS评分呈负相关；IL-1p上调激活蛋白(activator protein, AP-1)水平,并能够招募AP-1至miR-30a启动子上.从而抑制miR-30a的表达；IL-1p通过激活AP-1表达参与miR-30a调控ADAMTS-5表达及软骨基质降解。3) Runx2能够正向调控ADAMTS表达, bFGF可募集NF-κB p65至miR-93启动子,从而促进ADAMTS表达；OA软骨中miR-93与Runx2、ADAMTS呈现负相关；bFGF/NF-KB能通过miR-93调控血管生成；miR-93或bFGF受体抑制剂注射至小鼠关节腔可改善OA软骨损伤程度,并且联合注射miR-93和bFGF受体抑制剂能够显著改善OA病变程度。结论：SOX9在OA早期抑制ADAMTS表达,提示OA早期为代偿期,SOX9可作为OA早期治疗的重要基因；IL-1β/AP-1/miR-30a/ADAMTS-5轴能够调节OA软骨基质降解,miR-30a能够作为OA治疗潜在靶点；bFGF/NF-KB信号通路交互调控ADAMTS参与软骨退变病程, miR-93可为OA提供有效治疗手段。
【图文】：

软骨基质,图注,软骨细胞,病程

子上抑制ｍｉＲ－２化的表达［４１１。在我们的研究中，我们发现ＡＰ－１能够通过结合在逡逑ｍｉＲ－３０ａ的启动子上从而抑制ｍｉＲ－３０ａ的表达，显示ＡＰ－１是ｍｉＲ－３０ａ的直接抑制因逡逑子（图１８）。然而，实验也彰显了ＡＰ－１抑制ｍｉＲＮＡ转录活性的机理研究仍需深入。逡逑Ｏａｔａｏｗｔｈｒｌｔｉ＊逦／逦！逦0邋ｌ－ｌｐ逡逑ｉ邋。、＂逡逑Ｂｏｎ，逦，逡逑Ｓｙｎｏｖｉａｌ逦＾邋Ｉ逡逑ｍｅｍｂｒａｎｔ逡逑＾３＇逦Ｃ－ｆＯｆ逦ＡＰ－１逡逑＼邋ｍｍ邋／Ａ逦？Ｈ邋…逡逑！邋ｗ逦！邋ｊ逡逑／邋进＾逦Ａｒ逦ＡＤＡＭＴＭ逡逑ｉｌｋ．逦Ｉ逡逑／＾ｐｌｌ逦Ｉ邋＜ｃ＾ｐ邋＿＿？方疼逡逑Ｃｒｔｉｌａｇ．逦，一厂逦ｊ邋＇ＣＯＬ２Ａ１邋＼逦＾邋Ｉ邋ｊ逡逑Ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ逦；逦ｉ逦ｉ逦ｊ逡逑＇＇Ｌ逦？逦ｉ逡逑图１８邋Ｉ＾ｉｐ／ＡＰ－ｌ／ｍｉＲ－３０ａ／ＡＤＡＭＴＳ－５巧在ＯＡ病程中调控软骨基质降解的模式困逡逑图注：化－ｌｐ能够在人软骨细胞中激活ＡＰ－１邋（ｃ－ｊｕｎ／ｃ－扣Ｓ）。ＡＰ－１邋（ｃ－ｊｕｎ／ｃ－ｆｏｓ）澈活后能够逡逑通过募集到ｍｉＲ－３０ａ的启动子上抑制ｍｉＲ－３０ａ的表达。ｍｉＲ－３０ａ的抑制能够巧金ＡＤＡＭＴＳ－５逡逑的表达。ＡＤＡＭＴＳ－５上巧后能够增加ＥＣＭ标志物的降解

摸式,进程

Ｗ及基质降解反应，提示ｍｉＲ－９３参与０Ａ进程的重要作用（图１３）。虽然ｂＦＧＦ、逡逑ＮＦ－ｋＢ、ｍｉＲ－９３、Ｒｕｎｘ２和ＡＤＡＭＴＳ能够参与ＯＡ病程，，具体的分子生物学机逡逑制仍需进一步研究。逡逑我们的研究证实了邋ｍｉＲ－９３通过祀向Ｒｕｎｘ２的表达从而抑制ｂＦＧＦ介导的逡逑ＡＤＡＭＴＳ激活。ｍｉＲ－９３在ＯＡ患者中的低表达与Ｒｕｎｘ２、ＡＤＡＭＴＳ７和逡逑ＡＤＡＭＴＳ１２邋呈负相关。综上，结果说明邋ｂＦＧＦ／ＮＦ－ＫＢ／ｍｉＲ－９３／Ｒｕｎｘ２／ＡＤＡＭＴＳｓ逡逑轴在ＯＡ进展过程中扮演重要角色，为下一步临床诊疗和ＯＡ干预提供支持。逡逑
【学位授予单位】：中国人民解放军医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R684.3

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