RANKL-NF-κB-ADAMTS5信號軸調控顳下頜關節軟骨退變的機制研究

《RANKL-NF-κB-ADAMTS5信號軸調控顳下頜關節軟骨退變的機制研究》是依託上海交通大學，由沈佩擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：RANKL-NF-κB-ADAMTS5信號軸調控顳下頜關節軟骨退變的機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：沈佩
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

軟骨退變是顳下頜關節髁突吸收的重要病理特徵。目前研究發現成骨細胞與骨細胞分泌的RANKL通過激活破骨細胞骨吸收功能，致軟骨下骨塌陷，間接造成軟骨退變。但我們前期研究發現，RANKL可直接作用於軟骨細胞並導致其退變：①髁突吸收患者及動物模型中軟骨層RANKL高表達；②RANKL可直接誘導軟骨組織退變；③RANKL激活軟骨細胞內NF-κB信號軸，降解軟骨基質。為此我們提出假說：RANKL 可直接結合到軟骨細胞表面RANK受體，激活NF-κB通路，直接上調ADAMTS5，降解細胞外基質，導致軟骨退變。為驗證該假說，本項目將在前期研究基礎上，進一步通過分析已構建的軟骨特異性RANK基因敲除小鼠（Col2CreERT,RANKf/f）模型，從分子、細胞、組織水平探討RANKL-NF-κB-ADAMTS5軸在顳下頜關節軟骨退變中的作用機制，並以其為干預靶點，為臨床診治顳下頜關節軟骨退變提供新思路。

結題摘要

軟骨退變是顳下頜關節髁突吸收的重要病理特徵。目前研究發現成骨細胞與骨細胞分泌的RANKL通過激活破骨細胞骨吸收功能，導致軟骨下骨塌陷，間接造成軟骨退變。課題組前期研究發現，RANKL可直接作用於軟骨細胞並導致其退變，為此提出假說：RANKL可直接結合到軟骨細胞表面RANK受體，激活NF-κB通路，直接上調ADAMTS5，降解細胞外基質，導致軟骨退變。為驗證該假說，本項目在前期研究基礎上，首先從細胞層面進行研究，發現外源性RANKL刺激可以使軟骨細胞的RANK表達上調，導致軟骨結構紊亂，蛋白多糖丟失，Markin評分升高，與軟骨退變相關的MMP9、MMP13和ADAMTS5的表達顯著升高，且有濃度依賴性；而軟骨標誌因子II型膠原和X型膠原的mRNA水平顯著下降。RANKL刺激後細胞中總IKB-α的表達隨時間表達下降，磷酸化IKB-α開始隨時間表達增多，在30min表達達到峰值，隨後下降。免疫螢光染色後，雷射共聚焦觀察到p65在30min時有明顯的入核。加入IKB-α特異性抑制劑BAY11-7082後，再次加入RANKL刺激ADAMTS5的表達增量隨著抑制劑濃度增加而下降。RANK沉默後，ADAMTS5的上調消失。在此基礎上，我們對小鼠膝關節注射了RANKL，從體內層面觀察RANKL對軟骨的破壞機制。結果顯示，關節腔內注射RANKL可以引起骨體積分數下降、Col2a1和Col10a的表達下降及TRAP的表達升高。H&E染色顯示軟骨層空泡的出現及軟骨細胞數目的減少。免疫組織化學染色顯示，與軟骨標誌蛋白Col2a、Col10a的表達下降，而與軟骨退化相關的ADAMTS5、MMP9、MMP13表達升高。與此同時，RANKL表達升高，而OPG的表達下降。綜上所述， RANKL可以通過NFκB信號通路來上調ADAMTS5的表達，直接導致軟骨退行性變。因此，可以以RANKL-NFκB-ADAMTS5信號軸為干預靶點，作為預防和治療顳下頜關節軟骨退變的新途徑。