内质网应激在颞下颌关节骨关节炎中的功能及初步分子机制研究

来源 :佳木斯大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wd707800502
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目的:建立大鼠单侧前牙反(Unilateral anterior cross,UAC)诱导的颞下颌关节骨关节炎(Temporomandibular joint osteoarthritis,TMJOA)模型,在此基础上通过全转录组测序筛选TMJOA的差异基因表达谱,明确内质网应激(Endoplasmic reticulum stress,ERS)在TMJOA中的作用及探索其初步机制。方法:1.采用UAC诱导大鼠TMJOA动物模型,通过体式显微镜观察和组织病理染色检测UAC组和对照组在2周、4周和8周三个时间点髁突软骨的形态及病理变化,明确TMJOA模型是否建立成功。2.获取8周UAC组和对照组大鼠髁突软骨进行全转录组测序,描述并分析各组差异基因表达谱,进一步通过GO和KEGG富集分析差异表达基因的功能和相关通路,利用Cytoscape软件构建竞争性内源RNA(Competitive endogenous,ce RNA)网络。3.通过免疫组化、q RT-PCR和Western blot验证UAC组和对照组中ERS标志分子(GRP78、ATF4)、ERS诱导凋亡的标志分子(CHOP、CASP12)的表达以及经典的PI3K/AKT信号通路中关键分子的表达情况。4.体外培养髁突软骨细胞,并将其分为对照组、LPS组、LPS+LY294002(抑制剂)组和LPS+740Y-P(激活剂)组,通过q RT-PCR和Western blot检测GRP78、ATF4、CHOP和CASP12的表达以及PI3K/AKT信号通路中关键分子的表达情况。结果:1.成功建立TMJOA模型。体式显微镜结果显示,与对照组相比,UAC组2周时髁突软骨表面呈轻微的红色、4周时软骨中部出现浅凹陷、8周时髁突表面凹凸不平,呈现不规则形状。组织病理学检测发现,2周时软骨细胞排列紊乱;4周时各层软骨细胞分界不清晰,肥大层软骨细胞数量减少;8周时髁突软骨纤维层呈现不平整样改变,增生层、前肥大层和肥大层软骨细胞明显减少,局部出现无细胞区。2.TMJOA的全转录组测序。获取8周时3对UAC组和对照组髁突软骨,通过高通量测序检测差异表达基因:m RNA 137个、mi RNA 65个、lnc RNA 132个和circ RNA 29个,进一步通过GO和KEGG富集分析发现内质网应激诱导的凋亡、免疫反应、PPAR信号通路以及PI3K/AKT信号通路可能参与TMJOA的疾病进程中。3.内质网应激诱导髁突软骨细胞凋亡。免疫组化、q RT-PCR和Western blot检测结果表明:与对照组相比,UAC组中GRP78、ATF4、CHOP以及CASP12的表达显著升高且呈现时间依赖性。进一步检测发现,与对照组相比,UAC组p-PI3K、p-AKT的表达显著升高。4.初步探索内质网应激诱导髁突软骨细胞凋亡的分子机制。q RT-PCR和Western blot检测发现:LPS组中ERS标志分子GRP78、ATF4以及ERS诱导凋亡的标志分子CHOP和CASP12的表达显著高于对照组,进一步检测发现,与对照组相比,LPS组中p-PI3K、p-AKT显著升高,同时检测发现,与LPS组相比,LPS+LY294002组中pPI3K、p-AKT、GRP78、ATF4、CHOP和CASP12的蛋白表达水平显著降低,LPS+740Y-P组中p-PI3K、p-AKT、GRP78以及CHOP的表达升高,ATF4和CASP12的表达降低。结论:1.本研究成功建立了UAC诱导的TMJOA模型,并在此模型基础上首次通过全转录组测序鉴定了TMJOA的差异基因表达谱,为筛选TMJOA诊断标志物和潜在治疗靶点奠定了基础。2.通过生物信息学分析及分子生物学实验检测证实了ERS诱导的凋亡在UAC诱导的TMJOA模型中发挥重要作用,并初步发现PI3K/AKT信号通路可能在ERS诱导的凋亡过程中发挥重要调控作用。
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