PDZ结构域蛋白1缺失促进骨关节炎软骨细胞衰老

关鸿; 张宏博; 邵焱; 郭栋; 张海严; 蔡道章

摘要：背景:骨关节炎以关节软骨的退变为主要病理特征,作为软骨中唯一的细胞,软骨细胞的衰老是骨关节炎发病的重要机制之一.但是骨关节炎的具体发病机制目前仍未清楚,因此探索疾病过程中的分子机制和信号通路变化,希望为骨关节炎的诊断与治疗提供新的生物靶点和研究方向.目的:探讨在骨关节炎进程中软骨PDZ结构域蛋白1(PDZ Domain Containing 1,PDZK1)对软骨细胞衰老的影响.方法:①8周龄C57/BL6小鼠随机分为实验组和假手术组,实验组又随机分为4,8周2个亚组.实验组小鼠行右侧膝关节内侧半月板胫骨韧带切除,游离内侧半月板,诱导骨关节炎;假手术组小鼠则仅切开关节囊而不行内侧韧带切除和半月板游离,检测PDZK1表达量.②用Ⅱ型胶原酶消化法分离新生C57/BL6乳鼠软骨细胞并培养,用10μg/L白细胞介素1β构建骨关节炎体外细胞模型,并利用siRNA-PDZK1敲低PDZK1,共分为未处理组、白细胞介素1β处理组(白细胞介素1β组)、siRNA-PDZK1组(si-PD组)、白细胞介素1β与siRNA-PDZK1共同刺激组(si-PD+白细胞介素1β组).检测软骨细胞PDZK1表达量;检测软骨细胞形成指标(如Ⅱ型胶原a1)、分解代谢指标(如基质金属蛋白酶13)以及软骨细胞衰老指标(如P16、P21、P53).结果与结论:①在C57/BL6骨关节炎小鼠膝关节软骨中,PDZK1表达较假手术组明显减少;②在C57/BL6乳鼠的原代软骨细胞中,通过免疫印迹实验证实,白细胞介素1β组与si-PD组的PDZK1表达量相比未处理组明显下降;si-PD组软骨细胞合成代谢指标Ⅱ型胶原a1表达量相比未处理组显著降低;si-PD+白细胞介素1β组分解代谢指标基质金属蛋白酶13表达量较白细胞介素1β组显著增加;③利用C57/BL6乳鼠的原代软骨细胞,通过实时荧光定量PCR证明,si-PD组敲低PDZK1后,细胞衰老指标P16、P21、P53表达较未处理组显著增加;④提示在骨关节炎进展中,软骨细胞中PDZK1的表达是降低的;PDZK1缺失可促进软骨细胞衰老,加重骨关节炎.所以PDZK1可能是骨关节炎发病过程中调节软骨细胞衰老的重要基因;对于PDZK1缺失促进软骨细胞衰老的机制,还需要更深入的研究.