调控蛋白磷酸酶2A对于假体周围骨溶解治疗作用及机制研究

发布时间：2020-04-28 17:11

【摘要】：目的:蛋白磷酸酶2A(protein phosphatase 2A,PP2A)是一种主要的丝氨酸-苏氨酸磷酸酶,负责调控生物体内大量磷酸化活动,并且对肿瘤生成、胚胎发育、慢性呼吸道疾病和神经系统疾病等产生重要影响。但是PP2A与破骨细胞活化之间的关系还不清楚。所以本实验旨在研究PP2A对破骨细胞生成分化的影响及提出一个新的干预靶点来治疗假体周围骨溶解或其他破骨细胞所介导的骨吸收相关疾病。方法:我们研究了初次关节置换的滑膜与因假体周围骨溶解而行关节翻修的滑膜PP2A的表达变化。将钛颗粒植入6周大的雄性C57BL/6小鼠颅骨表面,并且每天头皮下注射4μg/kg或者0.4μg/kg的冈田酸(Okadaic Acid,OA)。2周后处死老鼠,取下颅骨标本行微计算机断层扫描(micro-CT)扫描和组织学染色分析。利用RAW264.7细胞,研究小干扰核糖核酸(PP2A si RNA)敲低PP2A对破骨细胞活化及骨吸收功能的影响。行蛋白电泳实验明确PP2A调控破骨细胞生成分化的具体机制。结果:PP2A在人体关节翻修滑膜和小鼠骨溶解模型中高表达,抑制PP2A有效地减轻了钛颗粒诱导的骨质破坏,减少了破骨细胞的数量。利用PP2A si RNA可以抑制破骨细胞生成分化和骨吸收功能,并且进一步证实了是通过抑制核因子κB(NF-κB)受体活化配体(RANKL)诱导的NF-κB和c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)信号通路发挥作用。我们还发现应用PP2A si RNA可降低下游的活化T细胞核因子1(nuclear factor of activated T-cells 1,NFATc1)和即刻早期基因c-Fos的表达。结论:我们的研究结果阐明了PP2A在破骨细胞活化中重要性,同时证明了PP2A可以作为一种新的干预靶点来治疗因无菌性颗粒或其他原因诱导的破骨细胞所介导的骨吸收相关疾病。
【图文】：

关节翻修术中滑膜均可以表达PP2A。并且在本研究中，我们观察到PP2A在人体髋关节滑膜中主要表达在多核巨噬细胞样细胞和成纤维细胞样细胞。同时，，关节翻修术中取的滑膜标本较初次置换中取的滑膜具有更高的PP2A表达量（图1A，B）。在人体髋关节滑膜组织，许多文献已经证实在体内RANKL主要表达于成骨细胞、骨细胞、基质成纤维细胞和活化的T细胞[30-33]。而我们通过RANKL的免疫组化发现，RANKL在关节翻修滑膜和初次关节置换滑膜中均有较高的表达，并且表达趋势与观察到的PP2A表达趋势是一致的（图1C）。此外，通过滑膜的HE染色可以看出，关节翻修的滑膜相较于初次关节置换的滑膜存在较多的炎症细胞浸润。TRAP染色显示出初次关节置换和关节翻修滑膜中破骨细胞的存在。暗紫色染色的多核细胞被认为是TRAP染色的阳性区域。与之前观察到的PP2A的表达趋势一致，假体周围骨溶解引起的关节翻修滑膜比初次关节置换滑膜存在更多的破骨细胞（图1D）。

质破坏的程度逐步增加，显示Ti颗粒诱导骨质破坏的时间依赖性。免疫组化的结果显示出PP2A在Ti颗粒诱导的小鼠骨溶解模型中的表达明显高于空白对照组，且这种高表达趋势呈现出时间依赖性（图2B和F）。与PP2A一致，RANKL在Ti颗粒诱导的小鼠骨溶解模型中同样高表达（图2C和G），这也与人体滑膜染色的结果相符合。此外，我们观察到在Ti颗粒诱导的小鼠骨溶解模型中存在更多数量的破骨细胞（图2D和H）。
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R687

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本文编号：2643682