《TGF-β/Smad7信號通路在椎間盤退變病理過程中作用與機制研究》是依託上海交通大學，由蔣雷生擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：TGF-β/Smad7信號通路在椎間盤退變病理過程中作用與機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蔣雷生
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
椎間盤退變性疾病常常導致頸肩痛、腰腿痛和脊髓壓迫為主要表現的臨床症候群，嚴重影響患者的生活質量，但其發病機制仍不清楚。本課題擬就TGF-β/Smad7信號傳導通路在椎間盤細胞的細胞外基質代謝、細胞凋亡與椎間盤組織血管形成中的作用，探討TGF-β/Smad7信號傳導通路在椎間盤退變病理過程中可能的機制。具體方案為從組織學水平檢測Smad7在椎間盤組織中的表達情況及其與細胞外基質代謝、細胞凋亡、血管形成與椎間盤退變程度之間的關係；然後利用RNA 干擾技術在分子生物學水平探討Smad7及其細胞信號傳導通路相關分子Smad2,3,4和TGF-β與細胞外基質代謝、細胞凋亡與血管形成之間的關係，並通過動物模型進行驗證；最後利用Smad7基因敲除小鼠進一步驗證Smad7在椎間盤退變過程中的作用。期望通過本項目設計的實驗深化對椎間盤退變病理機制的理解，並為椎間盤退變的防治開闢新思路與新途徑。
結題摘要
椎間盤退變性疾病常常導致頸肩痛、腰腿痛和脊髓壓迫為主要表現的臨床症候群，嚴重影響患者的生活質量，但其發病機制仍不清楚。本課題擬就TGF-β/Smad7信號傳導通路在椎間盤細胞的細胞外基質代謝、細胞凋亡中的作用，探討TGF-β/Smad7信號傳導通路在椎間盤退變病理過程中可能的機制。我們發現Smad7高表達於退變椎間盤組織，並隨著時間的延長逐漸增高；Smad7高表達與椎間盤退變程度及椎間盤細胞的凋亡率呈正相關；我們成功構建Smad7過表達慢病毒表達載體, 並成功轉染大鼠椎間盤纖維環細胞。通過對椎間盤合成分解代謝關鍵因子表達量的檢測發現Smad7高表達明顯抑制椎間盤細胞外基質合成，促進其分解。此作用很可能是通過抑制TGF-β信號通路實現。同時我們也發現Smad7的高表達會導致椎間盤細胞凋亡的發生；流式細胞術和Hoechst也提示，Smad7表達的上調會引起細胞凋亡率增加，並且呈時間依賴性。胞漿蛋白檢測發現細胞色素C表達明顯增高，同時JC-1染色線粒體膜電位也明顯增高。同時凋亡相關蛋白Bcl-2、Bcl-xL表達降低，而Bax表達增高，Bax/ Bcl-2比值也明顯增高。活化的Caspase 9、3表達量也明顯增高。最後，通過Z-LEHD-FMK預處理阻斷Caspase9活性後，細胞凋亡率明顯降低，但未能降低到對照組水平。說明Smad7引起椎間盤細胞凋亡主要是通過線粒體通路實現，並且還有其它機制參與其中，這也是我們下一步研究目標的重點。最後我們將Smad7過表達慢病毒成功轉入大鼠椎間盤內, 在體內水平再次證實Smad7過表達可降低椎間盤細胞合成代謝，促進其分解代謝，導致椎間盤細胞凋亡率的增高。本項目首次證實了 TGF-β/Smad7通路在椎間盤細胞外基質代謝、細胞凋亡中的作用，加深了對椎間盤退變病理機制的認識。為椎間盤退變的生物治療提供了新思路及與新途徑。
