DDH髖臼頂壁軟骨骨化發育異常的分子生物學機制

《DDH髖臼頂壁軟骨骨化發育異常的分子生物學機制》是依託南昌大學，由賈驚宇擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：DDH髖臼頂壁軟骨骨化發育異常的分子生物學機制
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：賈驚宇
• 依託單位：南昌大學

項目摘要

發育性髖臼發育不良（DDH）是小兒骨科最常見、最複雜的三維形態學畸形之一，目前病因不清。前期我們使用3D-CT拆分技術和MRI技術對單髖脫位DDH患者髖臼各骨的病理形態學進行了研究，首次報導了髖臼發育不良髖和未受累髖的髖臼頂壁軟骨均存在軟骨骨化異常。Li等模擬伸直襁褓體位所建立髖臼發育不良動物模型的髖臼頂壁軟骨病變與我們的DDH患兒MRI觀察結果相似。因此，本次課題擬對犬進行伸直體位襁褓，結合MRI技術連續動態觀察髖臼軟骨變化，建立髖臼發育不良、髖關節半脫位和髖關節脫位動物模型，並對其生物力學進行三維有限元分析。對髖臼發育不良、髖關節半脫位、髖關節脫位和正常對照犬的髖臼軟骨進行基因差異表達分析，揭示其髖臼頂壁軟骨骨化發育異常、DDH發生髮展的分子生物學機制和基因信號通路。上述問題的揭示，對於DDH病因學的研究和實驗性干預DDH的治療均具有重要意義。

結題摘要

發育性髖臼發育不良（DDH）是小兒骨科最常見的先天性畸形，目前病因不清。流行病學研究證實伸直襁褓體位是DDH高危因素，但具體發病機制尚不明確。前期我們使用3D-CT拆分技術和MRI技術對單髖脫位DDH患者髖臼各骨的病理形態學進行了研究，首次報導了髖臼發育不良髖和未受累髖的髖臼頂壁軟骨均存在軟骨骨化異常。而且通過伸直襁褓體位所建立髖臼發育不良動物模型的髖臼頂壁軟骨病變與我們的DDH患兒MRI觀察結果相似。因此課題組推測，伸直襁褓體位導致調控髖臼頂壁軟骨骨化發育的信號通路出現異常，引起髖臼頂壁軟骨骨化延遲，最終出現髖臼發育不良。 課題組對兔進行單側下肢進行石膏固定，模擬伸直襁褓，成功建立髖臼發育不良，半脫位和全脫位動物模型。X線、MRI和組織大體切片證實髖臼頂壁出現軟骨骨化延遲和髖臼發育不良。番紅O-快綠染色和電鏡檢測發現病變組軟骨細胞亞細胞器等出現形態學異常。缺氧探針（Hypoxyprobe-1）觀察到病變組織出現缺氧表現，5-溴脫氧尿嘧啶核苷（Brdu）和TUNEL檢測證實病變組軟骨細胞增殖下降和凋亡增加。X型膠原及Runx2表達檢測結果表明病變組軟骨細胞出現骨化異常。 為進一步明確其具體分子生物學機制，課題組對12個標本進行miRNA高通量測序，通過對預測到miRNA的靶基因進行KEGG通路富集分析，以鑑定骺板軟骨細胞回響造模後的調控通路。對比模型組和對照組，共有包含147條差異基因，被注釋到95條信號通路中。選擇其中4個與軟骨發育密切相關的miRNA進行驗證，結果證實miR-129和miR-133低表達。螢光素酶、原位雜交、QPCR、過表達和沉默技術，證實低表達miR-133靶向升高SOX9表達，引起PTHrP高表達，導致軟骨骨化延遲；低表達miR-129靶向升高SMAD3，下調IHH引起軟骨骨化延遲。慢病毒體內轉染分別沉默miR-133和miR-129表達，兔髖臼頂壁軟骨出現骨化異常，體內實驗證實了體外實驗結果。上述問題的揭示，對於DDH病因學的研究和實驗性干預DDH的治療均具有重要意義，並對DDH的治療和預防提供了新思路。