高血糖激活滑膜AGE-RAGE-PKC軸致骨關節炎易感的機制研究

《高血糖激活滑膜AGE-RAGE-PKC軸致骨關節炎易感的機制研究》是依託武漢大學，由王林龍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：高血糖激活滑膜AGE-RAGE-PKC軸致骨關節炎易感的機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王林龍
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

骨關節炎（OA）傳統上被認為是關節軟骨退行性疾病。近年來，大量證據提示代謝性疾病可能參與OA發生髮展。流行病學調查及臨床研究發現，糖尿病或高血糖與OA存在相關性。但糖尿病是否可致OA易感，及其可能機制尚未明確。晚期糖基化終產物（AGEs）是糖尿病併發症重要原因，可能介入糖尿病OA發生。我們前期研究發現，糖尿病大鼠關節軟骨磨損加重，伴隨滑膜炎性改變。已知滑膜炎是OA發病的關鍵因素。本項目擬通過整體動物和細胞實驗，證實糖尿病OA易感現象，闡明高血糖通過AGEs-晚期糖基化終產物受體（RAGE）-蛋白激酶C（PKC）軸激活滑膜炎症通路而致OA易感的潛在機制，並在整體動物水平驗證滑膜AGE-RAGE-PKC信號通路在糖尿病OA中的重要作用，探討其可能的干預措施，為深化糖尿病OA內涵、早期預防和治療OA提供理論和實驗依據。

結題摘要

流行病學調查和臨床試驗研究提示糖尿病與骨關節炎（osteoarthritis，OA）關係密切，但其發生機制尚未明確。本項目研究擬證實糖尿病性OA並探討其可能機制。本項目首先在細胞水平，研究高糖對軟骨細胞、滑膜細胞的增殖凋亡及炎症降解作用及其細胞間相互作用，通過以不同濃度葡萄糖（10、20、30、40 mM）分別處理大鼠膝關節軟骨細胞和成纖維樣滑膜細胞（FLS）10天，檢測細胞基質降解及炎症因子基因表達，然後以30 mM葡萄糖處理FLS 3天的細胞培養液刺激軟骨細胞3天，檢測軟骨細胞病理改變。發現高糖刺激10天后，軟骨細胞基質降解和炎症反應增強，且經滑膜細胞干預後進一步加劇了該損傷效應。進一步地，分別以衣黴素和4-PBA誘導和抑制FLS內質網應激，檢測FLS內質網應激、降解、炎症和凋亡改變。結果發現衣黴素誘導FLS內質網應激及降解、炎症和凋亡改變，而4-PBA可逆轉這些改變。為驗證糖尿病性OA，我們將Wistar大鼠以60 mg/kg 鏈脲佐菌素（STZ）一次性腹腔注射造糖尿病模型後，進行6周長距離跑步刺激誘導OA，跑步結束後經異氟烷麻醉處死大鼠。一側膝關軟骨節行墨汁染色，觀察大體形態改變，另側膝關節組織行番紅O染色，光鏡下觀察軟骨病理改變，並行OA的Mankin’s評分。此外，膝關節滑膜行HE和MMP-13、NF-κB免疫組化。發現糖尿病大鼠接受跑步刺激後，呈現出顯著的OA損害，DM組關節軟骨表面尤其是脛骨平台軟骨表面出現嚴重磨損，肉眼觀察可見關節軟骨表面失去光澤並毛糙，OA的mankin評分和滑膜炎病理評分顯著增高。研究結論證實糖尿病可致OA易感。糖尿病高血糖可誘導FLS分泌炎症和降解因子加劇其對關節軟骨的損害，使關節軟骨質量下降，長距離跑步刺激下OA發生。滑膜內質網應激可能介導了糖尿病性骨關節炎發生。本研究為深化糖尿病OA內涵、早期預防和治療OA提供了理論和實驗依據。