【摘 要】
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背景:骨性关节炎（osteoarthritis）是最常见的慢性退化性的关节疾病,病变特点是关节软骨的退化,软骨下骨的异常重塑以及硬化,骨赘的生成和关节滑膜的炎性变等。以往的研究焦点在于关节软骨,但是近期的研究表明软骨下骨在骨性关节炎中的病变早于关节软骨,同时软骨下骨异常重塑以及硬化等病变会引发其对软骨机械支撑特性的改变,影响覆盖其表面的关节软骨的稳定,使软骨发生病变,最终引发骨性关节炎。所以软骨下
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背景:骨性关节炎（osteoarthritis）是最常见的慢性退化性的关节疾病,病变特点是关节软骨的退化,软骨下骨的异常重塑以及硬化,骨赘的生成和关节滑膜的炎性变等。以往的研究焦点在于关节软骨,但是近期的研究表明软骨下骨在骨性关节炎中的病变早于关节软骨,同时软骨下骨异常重塑以及硬化等病变会引发其对软骨机械支撑特性的改变,影响覆盖其表面的关节软骨的稳定,使软骨发生病变,最终引发骨性关节炎。所以软骨下骨的病变在骨性关节炎的发病和病程的进展中扮演着重要的角色,研究软骨下骨的病变机制具有重要的实际意义。在骨性关节炎的软骨下骨所含有的细胞中,成骨细胞占有大部分的比例,在软骨下骨病变中所发挥的作用也最为关键,成骨细胞中过度表达的TGF-β1可以直接导致软骨下骨的异常重塑以及硬化,最终引发骨性关节炎,而降低软骨下骨中TGF-β1的表达能够明显的减轻骨性关节炎中软骨下骨的病变。故针对骨性关节炎软骨下骨中TGF-β1表达的研究在未来治疗骨性关节炎中显得尤为重要。15-脂氧合酶-1（15-lipoxygenase-1,15-LOX-1）,属于脂氧合酶家族,涉及很多疾病的病理过程并且可以加重疾病的炎性反应,包括加重骨性关节炎中软骨的退化。尽管如此,15-LOX-1引发骨性关节炎软骨下骨的病理变化及相关机制尚不明确,15-LOX-1和TGF-β1在骨性关节炎成骨细胞中的相互关系也未见报道。目的:在我们此次的课题中,15-LOX-1调控骨性关节炎中TGF-β1表达的相关的机制,以及15-LOX-1在骨性关节炎软骨下骨病变中发挥的作用是我们所要研究的方向。方法:在课题的第一部分里,我们取得人骨性关节炎软骨下骨和正常人软骨下骨标本,分离并培养出成骨细胞,利用碱性磷酸酶染色和茜素红染色鉴定所提取培养的原代成骨细胞,然后使用q RT-PCR,western blotting测量成骨细胞中15-LOX-1和TGF-β1的表达量,使用免疫组化测量软骨下骨中15-LOX-1的含量。提取人骨性关节炎软骨下骨中的成骨细胞,分别转染入15-LOX-1 si RNA或15-LOX-1过表达慢病毒,使用q RT-PCR,western blotting实验测量15-LOX-1和TGF-β1的表达量。分别继续利用si RNA和过表达慢病毒将成骨细胞中15-LOX-1敲低或过表达后,使用western blotting实验和扫描电子显微镜测量成骨细胞中自噬水平的变化情况。使用自噬抑制剂或激活剂后利用q RT-PCR和western blotting实验测量成骨细胞中TGF-β1的表达量的变化。15-LOX-1对AMPK/m TORC1通路相关蛋白产生的影响通过western blotting实验测量。在课题得第二部分中,我们使用小鼠的DMM关节炎模型去研究15-LOX-1对小鼠骨性关节炎中软骨下骨的影响。小鼠软骨下骨中15-LOX-1和TGF-β1表达的变化情况通过免疫组化实验测量,小鼠软骨下骨的病变程度通过mirco CT和番红O-固绿染色实验测量。结果:相比于正常软骨下骨,15-LOX-1和TGF-β1在骨性关节炎软骨下骨中成骨细胞的表达量是明显增加的。使用自噬抑制剂后,成骨细胞中的TGF-β1表达量出现明显增高。在使用自噬激活剂后,TGF-β1表达量则显著下降。15-LOX-1在骨性关节炎软骨下骨的成骨细胞中的表达量的下降后可以通过激活AMPK的磷酸化进而去抑制m TORC1来增加自噬的水平,最终抑制TGF-β1的表达。在小鼠的DMM关节炎模型中,抑制15-LOX-1的表达,小鼠软骨下骨中TGF-β1的表达随之下降,同时小鼠软骨下骨的病变程度减轻。结论:在我们的研究中首次证实了15-LOX-1在骨性关节炎软骨下骨成骨细胞中的表达是增高的,降低15-LOX-1的表达后可以通过激活AMPK的磷酸化进而去抑制m TORC1来增加骨性关节炎成骨细胞自噬的水平,最终抑制TGF-β1的表达。更为重要的是通过小鼠的体内实验进一步证实了抑制15-LOX-1的表达可以减少骨性关节炎软骨下骨中TGF-β1的表达以及减轻软骨下骨的病理变化。这个全新的结果说明了降低骨性关节炎中15-LOX-1的表达可能是未来治疗骨性关节炎的一个靶点。
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