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研究背景:骨关节炎(osteoarthritis,OA)是一种以关节软骨破坏以及骨质增生为特征的慢性、退行性骨关节病,其主要临床表现为关节疼痛及活动受限,严重影响患者的生活质量。其中诱发OA的原因很多,性别和年龄为最主要的因素。流行病学调查显示,我国60岁以上人群中OA患病率达50%,随着年龄增长,OA的患病率逐渐增加。近年来随着我国社会老龄化问题的日益突出,OA已经成为备受关注的社会热点问题。此外OA发病女性高于男性,绝经后女性OA发病率及严重程度显著上升,但其机制仍然不明确。在绝经期,女性由于卵巢功能衰退,会出现多种激素水平波动,主要表现为性激素合成和分泌的减少,以及促性腺激素反馈性的增加。以往认为,雌激素水平降低是绝经后OA发生的主要原因,但有研究发现,在雌激素水平相对正常的围绝经期女性,仅有卵泡刺激素(Follicle—stimulating hormone,FSH)升高时,OA的发生率已经开始增加,因此提出,FSH可能直接参与软骨代谢的调节。软骨组织由软骨细胞及其细胞外基质构成(extracellularmatrix,ECM)。软骨细胞负责合成和分泌ECM,ECM是关节软骨发挥其独特生物力学特征的保障,在正常软骨中,ECM的合成及分解处于动态的平衡,此平衡一旦被打破,关节软骨将会发生不可逆的破坏。因此ECM合成与代谢的失衡被认为是关节软骨退变的关键因素,本研究我们以围绝经期女性OA高发病风险为切入点,着眼于ECM降解,研究FSH对软骨的影响及机制。研究目的:研究FSH对软骨基质代谢的影响并初步探讨其作用机制。研究方法:1.选择8周大的C57BL/6小鼠,右膝关节行内侧半月板失稳术(destabilization of the medial meniscus,DMM)手术。假手术组打开右膝关节关节囊,暴露半月板,而后关闭关节囊即可。于手术后8周处死小鼠,取小鼠膝关节进行组织病理学观察并评价软骨损伤程度。2.小鼠OA造模8周后,随机分为2组:FSHR敲减组和对照组,每组各10只小鼠。敲减组给予关节腔内注射腺相关病毒(Adeno-associated virus,AAV)介导的FSHR-shRNA(AAV-shFSHR),对照组注射等量的空载对照腺病毒(AAV-NC)。注射3周后处死动物,取小鼠膝关节,对关节软骨进行组织病理学染色,评价敲减效率、关节软骨损伤程度及关节软骨基质降解情况。3.体外培养ATDC5细胞并诱导分化2周成软骨细胞,检测其表面FSHR表达情况,给予细胞FSH干预,CCK8法检测细胞活性,通过Western blot及免疫荧光染色检测软骨基质特异性蛋白CollagenⅡ,Aggrecan,SOX9及PKA通路相关指标的变化。结果:1.成功地构建了小鼠OA模型。DMM手术组,关节间隙变窄,软骨层变薄,软骨表面完整性遭到破坏,软骨细胞结构排列紊乱,软骨基质大量丢失,软骨下骨硬化现象明显,有骨赘形成。在假手术组中,关节软骨组织表面光滑,软骨细胞排列整齐,均匀分布。2.组织病理学染色结果显示与对照组相比,FSHR敲减组关节软骨表面及生长板区FSHR蛋白表达明显降低,关节软骨破环及软骨基质降解程度均有所改善。3.ATDC5软骨细胞表面检测到FSHR,CCK8实验结果表明,FSH不影响软骨细胞增殖活性;Western blot检测结果表明,FSH可下调ATDC5细胞软骨基质特异性基因Aggrecan和Collagen Ⅱ的蛋白表达,且在免疫荧光实验的结果中得到了验证;此外Western blot检测结果显示FSH对软骨基质的分解代谢作用是通过抑制PKA-CREB-SOX9信号通路实现的。结论及意义:1.特异性的阻断FSH作用对创伤性骨关节炎小鼠模型具有保护作用。2.FSH通过下调软骨特异性蛋白(Collagen Ⅱ和Aggrecan的表达,促进了软骨基质的降解,其分解代谢作用是通过抑制PKA-CREB-SOX9信号通路实现的。3.阻断FSH及其相关的信号通路有望成为治疗OA的新策略。