SDF-1α-CXCR4信號(hào)軸在軟骨下骨骨重塑和軟骨退變中的作用及其機(jī)制研究.pdf

1、目的：
　　1.探討外源性SDF-1α對(duì)體外骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)和軟骨細(xì)胞軟骨分化和成熟的影響，并探索其機(jī)制。
　　2.觀察SDF-1α阻斷劑AMD3100對(duì)創(chuàng)傷后骨關(guān)節(jié)炎模型小鼠的骨關(guān)節(jié)炎病理改變的影響，并探討SDF-1α/CXCR4信號(hào)軸在軟骨下骨改變和軟骨退變的作用機(jī)制。
　　方法：
　　1.使用取材的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在軟骨誘導(dǎo)培養(yǎng)基條件下誘導(dǎo)其向軟骨細(xì)胞分化，并驗(yàn)證CXCR4在MSCs中的表達(dá)。此

2、外對(duì)MSCs給予SDF-1α處理（濃度為50ng/mL和100ng/mL），通過(guò)堿性磷酸酶（Alkaline phosphatase，ALP）染色、阿利新藍(lán)（Alcian blue）染色和Western blot測(cè)定軟骨分化相關(guān)蛋白等方法檢測(cè)SDF-1α對(duì)軟骨細(xì)胞的分化成熟的影響，同時(shí)使用原代軟骨細(xì)胞進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。
　　2.取8周齡C57/BL6雄鼠實(shí)施前交叉韌帶橫斷（ACLT）手術(shù)構(gòu)建創(chuàng)傷后骨關(guān)節(jié)炎（PTOA）小鼠模型，并使用

3、假手術(shù)組做對(duì)照。將PBS或AMD3100持續(xù)泵入小鼠皮下，并在ACLT或假手術(shù)后30天處死小鼠。通過(guò)微計(jì)算機(jī)斷層掃描（μCT）對(duì)脛骨軟骨下骨進(jìn)行定量分析。通過(guò)組織切片染色分析膝關(guān)節(jié)軟骨退變和軟骨下骨的改變。使用ELISA試劑盒定量檢測(cè)SDF-1α和膠原I型c-端肽片段（CTX-1）的血清水平。使用骨髓單核細(xì)胞（BMMC）來(lái)闡明SDF-1α對(duì)破骨細(xì)胞形成的影響。使用蛋白免疫印跡和PCR檢測(cè)破骨細(xì)胞分化和通路相關(guān)蛋白和基因的表達(dá)。
　

4、　結(jié)果：
　　1.通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)SDF-1α在軟骨分化誘導(dǎo)培養(yǎng)條件下促進(jìn)MSCs軟骨成熟蛋白CollagenX和MMP-13的表達(dá)，但對(duì)軟骨分化早期指標(biāo)Collagen II和 Aggrecan的表達(dá)以及軟骨基質(zhì)形成沒(méi)有影響，在原代軟骨細(xì)胞中也得到類似的結(jié)果。同時(shí)我們檢測(cè)到SDF-1α可以促進(jìn)MSCs中Wnt/β-catenin通路的激活；抑制Wnt/β-catenin之后，發(fā)現(xiàn)SDF-1α對(duì)MSCs軟骨分化作用消失。

5、r>　　2.μCT分析顯示ACLT造模可引起小鼠脛骨軟骨下骨的骨小梁顯著丟失， AMD3100可以抑制這種軟骨下骨的改變并延緩關(guān)節(jié)軟骨退變。血清生物標(biāo)志物檢測(cè)顯示SDF-1α水平增高和骨吸收增強(qiáng)，AMD3100也抵消這些變化。細(xì)胞和分子水平實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示SDF-1α通過(guò)激活MAPK途徑（包括ERK和p38，但不包含JNK）促進(jìn)破骨細(xì)胞的形成，并且促進(jìn)抗酒石酸酸性磷酸酶TRAP，組織蛋白酶K（CK）和基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）-9在破骨細(xì)胞中