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骨性关节炎是怎么引起的?

2021-05-27 16:29:57

来源/作者:普拉特泽生物-医学整体课题外包


miRNA研究的这条路已经车水马龙了,如何在芸芸众生中抓住审稿人的视线获得高分文章,就需要研究者有丰富的知识体系和创新精神了。

这次小编带大家解读的文献就很好的诠释了这点:咱不研究miRNA,咱研究功能跟miRNA很相似的RNA结合蛋白。下面就跟着小编来看下这篇文献吧。


文章题目:

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翻译:RNA结合蛋白ZFP36L1HSP70家族在骨性关节炎OA中的作用


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一、名词解释:

HSPA1A热休克蛋白70(HSP70)家族成员之一

ZFP36一种古老的RNA结合蛋白,可以与靶mRNA3'-UTR中的ARE结合来触发ARE介导的mRNA去稳定化


二、研究背景:

关节炎(OA)是导致残疾的主要原因,软骨破坏作为OA发病机制标志是由基质降解酶的上调或软骨细胞外基质(ECM)分子的下调引起的。RNA结合蛋白可以直接结合其靶mRNA3'-非翻译区(3'-UTR)中的富含AU的元件(ARE),并促进poly-A尾部去除和mRNA衰变。


三、研究正文:

研究者首先在OA患者和OA模型小鼠(DMM韧带剪断手术造模)的软骨组织中发现ZFP36L1的蛋白含量相比于正常软骨组织有明显的升高,同时基质降解酶MMP3、MMP13表达下调(见下图(a)IHC检测结果)。

作者猜测ZFP36L1可能与OA有关。于是通过构建腺病毒过表达系统,在动物模型上实现ZFP36L1的上调表达。发现:ZFP36L1的过表达并不影响OA的疾病进程,即既不改变软骨组织中基质降解酶的含量也不影响软骨细胞外基质(ECM)相关分子Coll-IIAggrecan的表达改变(下图c)


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随后,作者制备了两种不同的模型鼠:

12周龄的Zfp36l1-/-基因敲除雄性小鼠,并做韧带切断手术制备OA模型;

② 常规小鼠做韧带切断后尾静脉注射Zfp36l1干扰腺病毒;发现Zfp36l1低表达的小鼠模型中,OA的疾病表症显著低于未敲除组:番红固绿染色(下图a&c),OA评级、骨锥成熟度、软骨下骨板厚度(下图b&d),

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以上作者充分证实了ZFP36L1的下调表达能够显著的抑制骨性关节炎,那么接下来,作者进一步探讨了ZFP36L1OA中的作用机制。


首先,先上一波测序,作者发现对ZFP36L1进行shRNA干扰后,有18个基因的mRNA水平出现了显著上调(flod change>2.0),以Hspa1aHspa1b最为显著(下图a)。由于HSPA1aHSPA1b结构差别不大(10个核苷酸和1个氨基酸的差别),在此作者接下来只研究HSPA1a。作者通过RIP发现ZFP36L1结合HSPA1a3'-UTR区(下图d),由此可得ZFP36L1直接调控HSPA1a。


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考虑到热休克蛋白70(HSP70)家族对多种细胞的炎症,氧化应激和细胞凋亡有保护作用,为了验证HSPA1a是否参与ZFP36L1敲低对OA发病机制的抑制作用,研究者用腺病毒在OA模型鼠中过表达了HSPA1a(下图a),并在DMM处理后的AO模型小鼠的膝关节软骨组织发现:HSPA1a过表达组中番红固绿染色显示炎性减弱(下图b&c),OA评级下降、骨锥成熟度无显著性差异、软骨下骨板厚度无显著差异(下图d)。

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我们通常认为OA的发病机制主要是由:①由基质降解酶的上调;②软骨细胞外基质(ECM)分子的下调;③软骨细胞的凋亡引起的。


作者发现ZFP36L1敲低或HSPA1a过表达对基质降解酶和软骨ECM分子的表达水平并没有显著改变,可见二者并不是ZFP36L1-HSP70途径的直接靶标。考虑到软骨细胞的凋亡在OA软骨破坏中也起着重要作用,且HSPA1a有已知的可以保护各种细胞类型免于凋亡的功能。于是作者检查了HSPA1a是否可以通过防止软骨细胞凋亡从而达到抑制OA的作用。于是在过表达HSPA1aOA模型鼠中观察到了软骨细胞凋亡的显著减少,由此得出结论:HSPA1a可以直接抑制软骨细胞凋亡。

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最后,研究者调查了HSPA1aZFP36L1上调/下调的OA模型鼠中的作用,发现HSPA1a的敲除促进了ZFP36L1OA中的软骨侵蚀能力,但不影响骨赘形成或软骨下骨板增厚。

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四、总结:

文章的几个主要结论:

1、OARNA结合蛋白ZFP36L1的特异性上调,但外源进行ZFP36L1基因的过表达并不能影响OA的疾病进程,反之敲除可抑制。

2、ZFP36L1的直接作用靶点为HSPA1aHSPA1a通过抑制软骨细胞凋亡来预防OA,不参与骨赘形成和软骨下骨板增厚。

3、在OA小鼠模型中,于膝关节腔中注射ZFP36L1-shRNA腺病毒或HSPA1a的过表达腺病毒能够缓解小鼠的疾病进程。


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