《ADAMTS-5在腰椎軟骨終板退變中的作用和機制研究》是依託浙江大學，由范順武擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：ADAMTS-5在腰椎軟骨終板退變中的作用和機制研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：范順武
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
腰椎軟骨終板退變與腰椎間盤退變及下腰痛密切相關，其發病機制仍不明確。ADAMTS-5是骨關節炎動物模型中最重要的關節軟骨細胞外基質蛋白降解酶，也是人關節軟骨退變過程中關鍵的基質蛋白酶，但在腰椎軟骨終板退變中的作用未見報導。我們前期研究發現患者退變腰椎軟骨終板中ADAMTS-5的表達顯著升高，進一步動物模型和細胞學研究表明IL-1β可使ADAMTS-5的表達增加，降解細胞外基質，導致終板退變，提示ADAMTS-5在腰椎軟骨終板退變中發揮重要作用。文獻表明關節軟骨中ADAMTS-5的表達可被IL-1β-NF-kB通路信號調控，並導致關節軟骨退變。為此，本研究將以ADAMTS-5條件性基因敲除和基因過表達為基礎，從組織、細胞及分子層面分析ADAMTS-5在腰椎終板退變中的作用。並通過NF-kB通路研究IL-1β調節ADAMTS-5的可能機制，為開發以ADAMTS-5為靶點的生物治療提供理論依據。
結題摘要
腰椎軟骨終板是椎間盤的營養通道門戶，其退變與腰椎間盤退變及下腰痛密切相關，其發病機制仍不明確。我們在課題申報時提出關節軟骨細胞外基質蛋白降解酶ADAMTS-5在腰椎軟骨終板退變中也起著重要的作用，且其表達可能受到炎性因子IL-1β及其下游NF-kB 信號通路調節。我們收集了60例人腰椎軟骨終板標本，通過組織學染色和RT-PCR驗證了帶有Modic改變的退變軟骨終板和正常軟骨終板基質表達和組織學差異，通過RT-PCR和免疫組化檢測ADAMTS-5、ADAMTS-4和IL-1β表達，發現退變組織中ADAMTS-5表達顯著升高，ADAMTS-4表達未見明顯改變，IL-1β的表達明顯升高。在腰椎軟骨終板細胞中，我們建立了ADAMTS-5過表達細胞模型，通過RT-PCR和Western blot檢測終板軟骨細胞合成代謝和分解代謝的改變，發現分解代謝明顯上調，而合成代謝基本下調，TIMPs也顯著上調。我們在體外培養的大鼠腰椎間盤模型中，套用IL-1β促進其退變，以2μM和10μM的ADAMTS-5抑制劑114810同時套用，發現抑制ADAMTS-5的活性可以保護腰椎軟骨終板。在腰椎軟骨終板細胞中，我們通過Western blot、RT-PCR和免疫細胞化學均發現IL-1β刺激可以濃度依賴和時間依賴性地促進ADAMTS-5的表達，而對ADAMTS-4作用不明顯。而套用NF-kB 信號通路抑制劑SN50可減弱IL-1β對ADAMTS-5的刺激作用。Western blot 實驗驗證IL-1β可以激活NF-kB 信號通路。染色質免疫共沉澱（ChIP）進一步驗證NF-kB與ADAMTS-5啟動子的相應區域結合。該課題研究結果證明了ADAMTS-5在腰椎軟骨終板退變中的重要作用且IL-1β可以通過NF-kB信號通路調節ADAMTS-5表達。ADAMTS-5及其上游信號通路可作為治療腰椎軟骨終板退變的靶點，具有轉化套用價值。
