《高糖環境調節半月板細胞自噬機制研究》是依託上海交通大學，由沈超擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高糖環境調節半月板細胞自噬機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：沈超
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
糖尿病人群中骨關節炎發病率和半月板損傷率高於正常人群，但其原因不明。我們分別證實了高糖刺激對於細胞的毒性作用以及自噬在半月板修復和退變中的保護作用，但這兩者之間的相互作用未見文獻報導。在前期工作中，我們發現高糖環境可以抑制大鼠半月板細胞的自噬水平,但其調節機制以及與半月板退變的關係尚不明確。本課題首先在細胞水平分別從AMPK、mTOR和JNK途徑角度探究高糖環境對於半月板細胞自噬的調節機理，並觀察其對於半月板細胞表型的影響;進一步採取膝關節退變動物模型在細胞和器官水平探討高糖環境對於正常或退變半月板自噬的作用，並觀察改變細胞基礎自噬水平後半月板在高糖環境的代謝變化。此外，我們還對糖終末產物AGEs對於半月板細胞自噬和代謝的影響加以研究，並使用RNA干擾技術觀察IP3R1在AGEs誘導半月板細胞自噬以及退變過程中的作用。擬為臨床治療糖尿病患者骨關節炎提供理論依據和實驗基礎。
結題摘要
通過本項研究的數據，為糖尿病患者骨關節炎高發率提供了相應的理論依據。高血糖所致關節液糖濃度相應增高，使得半月板組織處於高糖環境中。在此環境中，半月板細胞的表型以及細胞外分解代謝水平發生明顯變化，細胞外鈣化指標也明顯增高。同時高糖環境對於半月板細胞的基礎自噬水平有明顯的抑制作用，其抑制細胞自噬的機理很可能通過抑制AMPK信號通路以及JNK信號通路密切相關。鑒於退變的半月板細胞自噬水平明顯低於正常半月板細胞，高糖環境對於退變半月板細胞的作用更為明顯，細胞外基質分解代謝明顯增強。通過預處理提高半月板細胞的基礎自噬水平可以明顯拮抗高糖環境對於半月板細胞的促分解代謝作用，降低細胞外基質的分解代謝水平並維持細胞的原有表型。而通過慢病毒關節內注射的動物模型提示提高自噬水平可以明顯延緩糖尿病大鼠半月板組織的退變過程。此外，我們的實驗結果還提示半月板細胞可以通過自噬降低AGEs的促分解代謝作用。但在高糖環境下，這一作用機理被明顯抑制。此外我們還發現，半月板細胞鈣離子通道控制關鍵蛋白IP3R對於細胞自噬有明確的調節作用，抑制IP3R可明顯增強半月板細胞的基礎自噬水平，但在高糖環境下，IP3R的表達和活性明顯增強，從而抑制了半月板細胞的基礎自噬水平。通過SiRNA抑制IP3R可以明顯提高半月板細胞的自噬水平，以拮抗高糖環境對於半月板細胞的促退變作用。此外，我們還發現在高糖環境下半月板細胞和軟骨細胞NOX4的表達明顯增強，通過抑制NOX4可以明顯降低半月板和軟骨細胞內ROS水平和分解代謝，從而延緩骨關節炎的病程。鑒於NOX4在骨關節炎中的作用漸漸為學界所重視，我們認為NOX4很可能是糖尿病患者骨關節炎治療的新靶點。
