【摘 要】
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[背景]骨关节炎(OA)是我国最为常见的关节致残性疾病,以膝OA较为多见,其病理特征包括关节软骨降解、滑膜炎症、骨赘形成、软骨下骨重塑以及其他关节结构的改变。膝OA的发病机制复杂,疾病亚型众多,其中高炎症反应型膝OA是临床常见的疾病亚型。多种致病因子介导的炎症信号通路激活在软骨降解中发挥重要作用,然而其发生发展的具体分子机制尚未明确。非编码RNA(ncRNA)是一类不具备蛋白编码能力的RNA转录本
【基金项目】
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国家自然科学基金(基金号:81773532); 国家自然科学基金面上项目,81974342,髌骨下脂肪垫来源外泌体通过转运circRTN4介导WNT/β-catenin通路活化促进膝关节炎软骨降解的机制研究,2020/01-2023/12;
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[背景]骨关节炎(OA)是我国最为常见的关节致残性疾病,以膝OA较为多见,其病理特征包括关节软骨降解、滑膜炎症、骨赘形成、软骨下骨重塑以及其他关节结构的改变。膝OA的发病机制复杂,疾病亚型众多,其中高炎症反应型膝OA是临床常见的疾病亚型。多种致病因子介导的炎症信号通路激活在软骨降解中发挥重要作用,然而其发生发展的具体分子机制尚未明确。非编码RNA(ncRNA)是一类不具备蛋白编码能力的RNA转录本,包括长链非编码RNA(lncRNA)和微小RNA(miRNA)等。近年来的研究证实,ncRNA广泛参与多种骨与关节疾病的发病过程,具有重要的生物学功能。然而,在膝OA进展中是否有特异的靶向炎症信号通路的lncRNA和miRNA?目前这个问题仍缺乏进一步研究。[方法]我们通过人和乳鼠的关节软骨组织分离纯化人和小鼠的原代软骨细胞,并通过胶原Ⅱ免疫荧光染色和甲苯胺蓝染色进行软骨细胞的鉴定。利用高通量转录组测序检测炎症因子(IL-1β和TNF-α)刺激后的人原代软骨细胞中lncRNA表达谱。通过qRT-PCR和原位杂交实验检测软骨细胞和软骨组织中lncPILA和miR-214-3p的表达水平。体外细胞学实验中利用蛋白免疫印迹实验、免疫荧光法、qRT-PCR等方法研究lncPILA和miR-214-3p对软骨细胞外基质代谢和细胞凋亡的作用。通过RNA沉降、免疫共沉淀、荧光素酶报告基因等方法探索lncPILA和miR-214-3p的具体作用机制。最后,构建小鼠OA模型探究lncPILA和miR-214-3p在体内动物中对OA的作用。[结果]我们成功分离并培养了人和小鼠的原代软骨细胞。通过高通量测序发现并鉴定出一条新的lncRNA,称为lncPILA。炎症因子刺激的人软骨细胞和OA软骨组织中lncPILA的表达显著上调,而miR-214-3p的表达则显著下调。敲低lncPILA可以抑制NF-κB通路的激活,抑制软骨细胞退变;过表达lncPILA则显著激活NF-κB通路,促进软骨细胞的退变。而敲低miR-214-3p可以促进软骨细胞退变,过表达miR-214-3p则抑制软骨细胞退变。机制研究发现,lncPILA可以与蛋白精氨酸甲基转移酶1(PRMT1)结合,并促进PRMT1对DExH-box解旋酶9(DHX9)的精氨酸甲基化修饰。DHX9精氨酸甲基化修饰水平的增加会促进转录生长因子β活化酶1(TAK1)的表达,最终促进NF-κB通路的活化;而miR-214-3p则通过靶向核因子κB激酶β(IKKβ)调控NF-κB信号通路的活化。此外,在小鼠的关节腔内注射lncPILA过表达腺病毒或miR-214-3p抑制剂可以促进关节软骨的降解及小鼠OA进展;而关节腔内递送miR-214-3p类似物则可以抑制小鼠OA进展。[结论]本研究为NF-κB通路的复杂调控提供了新的认知,同时发现lncPILA和miR-214-3p可能是OA治疗新的潜在靶点。
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