軟骨細(xì)胞代謝影響骨關(guān)節(jié)炎的作用和機(jī)制研究.pdf

1、軟骨細(xì)胞作為軟骨組織內(nèi)唯一的細(xì)胞類型，表達(dá)和分泌大量的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)維持軟骨正常功能。然而，當(dāng)骨關(guān)節(jié)炎(OA)發(fā)生后，軟骨細(xì)胞合成和分解代謝的平衡被破壞，加速了軟骨的破壞。因此，本課題以O(shè)A病理過(guò)程中軟骨細(xì)胞的代謝改變?yōu)檠芯繉?duì)象，分別對(duì)腸道微生物通過(guò)白介素17A(IL-17A)促進(jìn)軟骨細(xì)胞分解代謝以及Kdm6b調(diào)控軟骨細(xì)胞合成代謝的作用和機(jī)制進(jìn)行了相關(guān)的研究。
　　首先，我們發(fā)現(xiàn)了一類IL-17A表達(dá)升高的OA患者，提示了I

2、L-17A可能參與OA病理過(guò)程。通過(guò)對(duì)不同來(lái)源小鼠OA造模，發(fā)現(xiàn)腸道內(nèi)缺少分節(jié)絲狀菌(SFB)定植的小鼠IL-17A水平下降，OA進(jìn)展減緩。接著使用抗生素破壞小鼠腸道微生物組成，發(fā)現(xiàn)OA造模后滑膜IL-17A表達(dá)下降，滑膜炎癥和軟骨破壞緩解。通過(guò)對(duì)腸道微生物組成分析后證明SFB的定植與小鼠OA病理中IL-17A水平相關(guān)，影響OA進(jìn)展。進(jìn)一步通過(guò)IL-17A刺激軟骨細(xì)胞和關(guān)節(jié)腔注射IL-17A，證明IL-17A促進(jìn)軟骨細(xì)胞分解代謝相關(guān)的H

3、IF-2α和MMP13表達(dá)，抑制COLⅡ表達(dá)，加速軟骨基質(zhì)的降解。最后，使用體內(nèi)IL-17A特異性升高的MINK1-/-轉(zhuǎn)基因小鼠，證實(shí)IL-17A升高加速OA進(jìn)展。
　　炎癥因子在OA病理過(guò)程中促進(jìn)軟骨細(xì)胞分解代謝，破壞軟骨穩(wěn)態(tài)，所以加強(qiáng)軟骨細(xì)胞合成代謝成為治療OA的可能途徑。在這部分研究中，我們發(fā)現(xiàn)Kdm6b在成軟骨過(guò)程中表達(dá)升高，通過(guò)誘導(dǎo)型軟骨細(xì)胞特異性敲除Kdm6b小鼠模型(CKO)，發(fā)現(xiàn)在軟骨發(fā)育過(guò)程中敲除Kdm6b后，

4、抑制軟骨細(xì)胞增殖和軟骨基質(zhì)合成，軟骨發(fā)育異常。而且，在軟骨發(fā)育成熟后敲除Kdm6b，發(fā)現(xiàn)CKO小鼠在12月后出現(xiàn)軟骨基質(zhì)丟失與軟骨破壞。體外分離原代軟骨細(xì)胞后通過(guò)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序發(fā)現(xiàn)，Kdm6b調(diào)控軟骨細(xì)胞一系列合成代謝相關(guān)的基因，進(jìn)一步使用ChIP-qPCR，證明Kdm6b直接作用于Col2a1和Acan啟動(dòng)子區(qū)域，調(diào)控軟骨細(xì)胞的合成代謝。接著我們使用內(nèi)側(cè)半月板不穩(wěn)(DMM)模型加速軟骨細(xì)胞代謝紊亂，發(fā)現(xiàn)在軟骨發(fā)育成熟后敲除Kdm6b，加速

5、小鼠OA進(jìn)展。結(jié)合骨軟骨缺損修復(fù)模型，證明敲除Kdm6b抑制軟骨細(xì)胞合成代謝，尤其是COLⅡ及AGGRECAN的合成減少，導(dǎo)致OA病理過(guò)程中軟骨破壞的加劇。分析人軟骨樣本后，發(fā)現(xiàn)Kdm6b與軟骨細(xì)胞合成代謝相關(guān)蛋白表達(dá)關(guān)系緊密，且Kdm6b在OA患者軟骨損傷處的表達(dá)明顯下降。最后，我們發(fā)現(xiàn)Kdm6b在炎癥因子刺激后迅速上調(diào)，提示可能參與軟骨細(xì)胞對(duì)炎癥環(huán)境的應(yīng)答。
　　我們的研究首次發(fā)現(xiàn)了腸道微生物通過(guò)IL-17A影響OA炎癥環(huán)境，