氧化應激相關分化因子與軟骨深層壞死的分子機制研究

《氧化應激相關分化因子與軟骨深層壞死的分子機制研究》是依託西安交通大學，由陳靜宏擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：氧化應激相關分化因子與軟骨深層壞死的分子機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳靜宏
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

軟骨深層壞死和軟骨內化骨障礙是大骨節病（KBD）的病理特徵，分子機制不明。我們前期研究結果發現氧化損傷與KBD軟骨壞死關係密切，結合文獻，提出氧化應激誘導的肥大層軟骨細胞分化調節異常可能是KBD軟骨深層壞死和分化障礙的重要機制。本項目以氧化應激為切入點，以肥大軟骨細胞和體外再建軟骨組織為研究對象，通過：①高通量RT-PCR液態晶片等技術篩選差異表達的氧化應激損傷相關分化因子；②採用Real-time PCR、免疫組化和Western Blot等技術，檢測所篩選氧化應激相關分化因子在KBD軟骨和血液中的表達，探討氧化應激相關分化調節和KBD的關係；③採用螢光素酶測定、基因敲除/敲入等功能學研究技術，明確篩選出的分化因子致肥大軟骨細胞死亡和再建軟骨組織深層壞死的分子機制。通過系統研究氧化應激致軟骨細胞異常分化調節對軟骨深層壞死的影響，揭示KBD的發病機制，為KBD臨床治療提供新的治療策略。

結題摘要

我們的前期研究發現，大骨節病（Kashin-Beck disease，KBD）的軟骨壞死與氧化應激有關， KBD的發生髮展是以自由基引起的氧化應激損傷作用為核心的病理過程。KBD軟骨壞死以侵犯骺生長板和關節軟骨的深層軟骨細胞為主，KBD的發生涉及軟骨內化骨和分化障礙。本項目以氧化應激所誘發的分化調節障礙為切入點，直接以KBD靶細胞-成熟中肥大軟骨細胞為研究對象，研究KBD兒童軟骨內化骨障礙，揭示病理性軟骨內化骨障礙以及軟骨壞死的發病機制。本研究發現自由基供體SIN-1可以引起軟骨肥大細胞壞死，和大骨節病關節和骺板深層軟骨細胞死亡形式一致。利用液態晶片Mouse Osteogenesis RT Profiler™ PCR Array方法，篩選出SIN-1下調肥大軟骨細胞終末分化相關的34個基因和上調6個基因。用KBD和低硒條件下T-2毒素中毒大鼠模型的對比研究進行驗證，結合功能研究技術發現，KBD可疑病因低硒和T-2毒素動物可以上調軟骨分化負性調節信號分子FGF8及其配體FGFR-3通路，下調軟骨分化正性調節信號分子TGF-β1-Smad通路，共同作用於下游靶分子MMP-10，影響軟骨基質塑性，抑制深層軟骨細胞的成熟和肥大，並導致深層軟骨細胞的死亡。同時，低硒條件下T-2毒素可以下調整合素Integrin αv和Integrin α2水平，阻斷細胞與細胞外基質的信息交流，加重了KBD的分化障礙和軟骨細胞死亡。本項目執行中，不僅用KBD兒童軟骨樣本進行驗證，而且結合前期完成的低硒條件下T-2毒素中毒大鼠模型，將可疑病因、分化障礙和KBD三者結合起來展開工作，最後用功能學方法進行了分化調節靶基因MMP-10對軟骨組織深層壞死的分子機制研究，系統完成了氧化應激致軟骨細胞異常分化調節對軟骨深層壞死的影響。已經發表3篇SCI論文，7篇在國內外有影響的雜誌上“中華地方病學雜誌”，仍會有5篇SCI論文將連續發表在國外有影響的SCI雜誌上。在第九次全國地方病學術會議上，將本項目研究結果進行了一次綜述性的大會報告，獲得良好評價。在國際骨關節病相關會議上進行了2次大會報告。根據本項目為基礎，申請一項國家自然科學基金面上項目（項目編號：81573102）。