论文部分内容阅读
[目的]研究髁突软骨中瘦素(leptin)表达水平与小鼠颞下颌关节骨关节炎(temporomandibular joint osteoarthritis,TMJOA)样病变过程之间的相关性及其相关机制。为未来颞下颌关节骨关节炎发病机制的研究提供新的方向。[方法]1.选择12只8周龄雄性C57BL/6小鼠,将小鼠随机分成实验组和对照组各6只,实验组小鼠采用本课题组自主设计的颞下颌关节压应力加载动物模型装置,对小鼠双侧颞下颌关节施加向后上的超负荷压应力刺激(20g/侧),建立颞下颌关节骨关节炎模型。加力7天后,观察颞下颌关节髁突软骨番红O染色的形态学变化及软骨厚度变化,免疫组化检测小鼠髁突软骨中炎症因子IL-1β、基质金属蛋白酶MMP-3、leptin及GGPPS的表达水平变化;2.选择12只8周龄雄性C57BL/6小鼠,将小鼠随机分成实验组和对照组各6只,分别采用正常饲料和高脂饲料持续喂养12周,每周称重并记录体重(g),喂养12周后观察两组小鼠颞下颌关节髁突软骨番红O染色的形态学差异及软骨厚度差异,免疫组化检测两组小鼠髁突软骨中IL-1β、MMP-3、leptin及GGPPS表达水平的差异;3.体外培养取自3周龄雄性SD大鼠的髁突软骨细胞,用浓度为10ng/ml的IL-1β刺激细胞24h,建立体外炎症软骨细胞模型。用CCK-8检测simvastatin促进细胞增殖的最适浓度和时间,并在该作用浓度和时间下将细胞分为4组(对照组,IL-1β组,statin组,IL-1 β+statin组)进行处理,实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)检测软骨基质相关基因collagen Ⅱ、MMP3、MMP13、leptin和瘦素受体(Ob-Rb)的mRNA表达水平的变化,同时检测GGPPS的mRNA表达水平的变化;4.采用collagen Ⅱ cre与Floxp小鼠杂交并经他莫昔芬诱导后获得的软骨特异性GGPPS基因敲除的小鼠,选择6只8周龄雄性敲除小鼠(GGPPS-KO组)与6只正常B6小鼠(对照组),免疫组化检测髁突软骨中GGPPS、IL-1β及leptin的表达变化,观察GGPPS-KO组和对照组小鼠髁突软骨的形态学差异及软骨厚度的差异。[结果]1.加力组小鼠(MF)的颞下颌关节加力7天后,髁突软骨变薄,软骨基质减少,软骨内炎症因子IL-1β、基质金属蛋白酶MMP-3、瘦素leptin的表达较对照组(Control)均显著增加(P<0.05);2.高脂饮食小鼠(HFD)较正常饮食小鼠(ND)的体重增加,颞下颌关节髁突软骨发生明显破坏,软骨表面磨损明显,软骨组织病理评分(OARSI评分)高出4.5倍,软骨厚度变薄,软骨内炎症因子IL-1β表达增加,软骨基质降解酶MMP-3表达增加,leptin表达也显著增加(P<0.05);3.体外实验中,qRT-PCR结果显示,炎症下髁突软骨细胞(IL-1β组)较正常状态下髁突软骨细胞(对照组)的collagen Ⅱ的mRNA表达水平下降了 71%(P<0.05),软骨基质降解酶MMP-3、MMP-13的mRNA表达水平显著升高(P<0.05);炎症下髁突软骨细胞(IL-1β组)较正常状态下髁突软骨细胞(对照组)leptin的mRNA表达水平升高了 1.5倍(P<0.05),Ob-Rb的mRNA表达水平降低了 77%(P<0.05)。而加他汀处理后的软骨细胞(IL-1β+statin组)较未用他汀处理的炎症软骨细胞(IL-1β组)中leptin的mRNA表达水平降低了 60%(P<0.05),Ob-Rb的mRNA表达水平升高升了 85%(P<0.05),接近正常水平(对照组);同时,IL-1 β+statin组较IL-1β组的collagen Ⅱ的mRNA表达水平升高了 1.5 倍(P<0.05),MMP-3、MMP-13 的 mRNA 表达水平显著降低(P<0.05);4.免疫组化结果显示,加力组小鼠髁突软骨中GGPPS的表达水平较对照组显著降低(P<0.05),高脂饮食的肥胖小鼠髁突软骨中GGPPS的表达水平较对照组也显著降低(P<0.05)。qRT-PCR结果显示,炎症下髁突软骨细胞(IL-1β组)较正常状态下髁突软骨细胞(对照组)中GGPPS的mRNA的表达水平降低了 26%(P<0.05),而加他汀处理后的软骨细胞(IL-1 β+statin组)较未用他汀处理的炎症软骨细胞(IL-1β组)中GGPPS的mRNA表达水平升高了 33%(P<0.05);GGPPS敲除小鼠较正常小鼠髁突软骨中GGPPS表达水平显著降低(P<0.05),IL-1β及leptin的表达水平显著升高(P<0.05),软骨基质减少,软骨厚度变薄。[结论]1.在超负荷压应力诱导的TMJOA模型中,发生TMJOA样病变小鼠的髁突软骨出现破坏,髁突软骨基质降解活跃,并且瘦素表达水平异常升高,表明瘦素表达水平的升高参与了异常压应力导致的TMJOA样病变发生过程;2.高脂饮食诱发的肥胖会导致髁突软骨发生TMJOA样病变,髁突软骨基质发生降解,表明肥胖诱导TMJOA样病变的发生机制可能与髁突软骨内瘦素表达异常升高有关;3.体外模型中,炎症分解代谢状态下的髁突软骨细胞中瘦素表达异常升高,细胞的软骨基质降解活动活跃。用他汀下调细胞瘦素表达的同时,髁突软骨细胞的软骨基质降解活动得以缓解,软骨基质的表达得到恢复,表明瘦素表达异常升高在髁突软骨细胞的炎症分解活动中起到重要作用;4.不论是体内瘦素表达异常增加引起的髁突软骨发生TMJOA样病变的过程,还是体外瘦素表达异常增加所致的髁突软骨细胞的炎症分解代谢状态,都与GGPPS表达水平的降低呈现出相关性。表明瘦素水平异常上调导致的TMJOA样病变发生过程可能通过GGPPS介导的信号通路的调控来实现。