图说:miR-17缺失导致骨关节炎进展加快采访对象供图
新民晚报讯(记者郜阳)5月4日,医院等研究团队在国际学术期刊《自然·通讯》(NatureCommunications)杂志在线发表研究论文,报道了微小RNA-17(miR-17)通过抑制缺氧诱导因子HIF-1α和多种基质降解酶,发挥了维持关节软骨生理性更新以及抑制骨关节炎软骨破坏的双重作用,确定了miR-17是骨关节炎诊断、预防和治疗的重要靶点。
据悉,骨关节炎是最常见的滑膜关节退行性病变,致残率高,严重影响老年人的生命质量。骨关节炎软骨破坏涉及多种炎症因子和基质降解酶的异常激活,目前没有一种药物能同时靶向多个因子、改善关节软骨的进行性破坏。并且,如何促进软骨的修复再生亦是治疗的难点。
研究团队通过小鼠实验和机制研究证实,miR-17对软骨破坏具有强大而广泛的抑制效果,同时阐明了骨关节炎关键基因GDF-5通过miR-17抑制软骨分解代谢的机制。
研究团队发现:miR-17~92敲除小鼠的关节软骨在无外界损伤下发生病变,表层软骨细胞数量减少,软骨基质水肿且疏松,但是不伴有病理性分解基因的上调。为阐明软骨自发性退变的机理,研究团队运用单细胞RNA测序技术并分析发现表层软骨含有两种细胞,其一分泌生理性分解酶(MMP2、MMP14等),以维持软骨组织更新;其二分泌润滑素并呈现关节滑膜内层细胞特征,暗示了与滑膜组织的发育同源性。敲除miR-17~92软骨细胞的合成表型和生理性分解因子的表达均显著下调,关节腔内注射miR-17后能恢复合成和分解因子的稳态水平,维持软骨组织的正常结构,进一步证明了miR-17的核心作用。
研究人员对测序数据进行深入分析,发现了若干胶原修饰酶在miR-17~92敲除软骨细胞中表达升高,且这些酶受到HIF-1α蛋白的调控。研究者证实了miR-17~92敲除鼠关节软骨组织中HIF-1α表达显著增强,并通过一系列实验阐明miR-17是软骨细胞中HIF-1α的负向调控因子,miR-17直接靶向并限制HIF-1α的过度表达,以维持细胞正常的代谢水平和软骨组织生理性稳态。此研究相关发明专利已于年获得授权。
医院孙毅教授、医院崔磊教授是这一论文的共同通讯作者。医院张昀助理研究员为该论文的第一作者。