PRMT1通過AKT FOXO1信號(hào)通路促進(jìn)顳下頜關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎細(xì)胞外基質(zhì)降解

客戶論文發(fā)表 | PRMT1通過AKT FOXO1信號(hào)通路促進(jìn)顳下頜關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎細(xì)胞外基質(zhì)降解和軟骨細(xì)胞凋亡
文獻(xiàn)信息

近日，昆明醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院、云南省口腔醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等單位的研究成果“PRMT1 promotes extracellular matrix degradation and apoptosis of chondrocytes in temporomandibular joint osteoarthritis via the AKT/FOXO1 signaling pathway（PRMT1通過AKT/FOXO1信號(hào)通路促進(jìn)顳下頜關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎細(xì)胞外基質(zhì)降解和軟骨細(xì)胞凋亡）在雜志International Journal of Biochemistry and Cell Biology（IF：5.085 ）上發(fā)表。平生公司的離活一體CT（NEMO）在論文中提供了重要的大鼠髁突圖像。

該研究的通訊作者為羅應(yīng)偉副教授和楊禾豐副教授，第一作者為申秦顥。

文獻(xiàn)背景

顳下頜關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎（TMJOA）是一種以細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）降解和軟骨細(xì)胞凋亡為特征的慢性退行性關(guān)節(jié)病。本研究旨在探討PRMT1在TMJOA發(fā)病機(jī)制中的作用及其潛在的分子機(jī)制。與對(duì)照組相比，MIA注射到大鼠顳下頜關(guān)節(jié)后，PRMT1在IL-1β處理的軟骨細(xì)胞和關(guān)節(jié)軟骨中高表達(dá)。此外，敲除PRMT1可顯著抑制IL-1β誘導(dǎo)的ECM降解和細(xì)胞凋亡。機(jī)制分析進(jìn)一步表明，PRMT1基因敲除激活PI3K/AKT信號(hào)通路，阻止FOXO1向細(xì)胞核轉(zhuǎn)移。此外，AKT抑制劑（LY294002）挽救了PRMT1敲除對(duì)IL-1β誘導(dǎo)的ECM降解和凋亡的影響，而PRMT1選擇性抑制劑AMI-1抑制了PRMT1的表達(dá)并逆轉(zhuǎn)了TMJOA的病理過程。因此，作者的研究結(jié)果表明，PRMT1通過AKT /FOXO1信號(hào)通路在TMJOA中的ECM降解和軟骨細(xì)胞凋亡中發(fā)揮重要作用。

實(shí)驗(yàn)方法

8周齡雄性Sprague-Dawley大鼠，體重180–200 g，在溫度可控（26℃）的環(huán)境中飼養(yǎng)。適應(yīng)性喂養(yǎng)7天后，將18只大鼠隨機(jī)分為三組：對(duì)照組、碘乙酸（MIA）（Sigma-Aldrich）組和MIA+AMI-1組（每組6只）。在MIA和MIA+AMI-1組大鼠雙側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)上室緩慢注射溶于50μl生理鹽水的2 mg MIA�；蛘撸瑢�(duì)照組大鼠雙側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)上部注射50μl生理鹽水。注射MIA后3周，MIA+AMI-1組在麻醉下將50μl AMI-1溶液注入雙側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)上室，濃度為2.5 mg/ml，每日1次，共7次。注射后四周處死所有大鼠，收集顳下頜關(guān)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。所有動(dòng)物程序均經(jīng)昆明醫(yī)科大學(xué)模型動(dòng)物研究中心批準(zhǔn)。

使用Micro CT（NEMO，NMC-100，平生醫(yī)療科技有限公司）掃描TMJ（顳下頜關(guān)節(jié)）。樣品在65 kV和300μA下掃描，有效像素尺寸為9µm。使用Avatar軟件（版本1.6.1）完成從髁突頂部到頸部的構(gòu)建，構(gòu)建的區(qū)域被視為感興趣區(qū)域（ROI）。使用制造商平生醫(yī)療科技公司提供的軟件分析ROI參數(shù)，包括骨體積分?jǐn)?shù)（BV/TV）、小梁厚度（Tb.Th）、小梁間距（Tb.Sp）和小梁數(shù)量（Tb.N）。所有矢狀面圖像均使用相同的參數(shù)拍攝。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

作者利用顯微CT研究AMI-1對(duì)TMJOA軟骨下骨的治療效果。MIA組的3D顯微CT圖像顯示髁突處有骨吸收，注射2.5 mg/ml AMI-1后骨吸收緩解。然而，MIA+AMI-1組的髁突矢狀面形狀與MIA組相似（圖5C）。如圖4F所示，MIA組和對(duì)照組比較時(shí)，BV/TV、Tb.N和Tb.Sp有顯著變化。然而，在TMJs中注射2.5毫克/毫升AMI-1后，Tb.N和Tb.Sp被逆轉(zhuǎn)，而BV /TV和Tb.Th中未觀察到顯著變化。Th（圖5G）。因此，作者得出結(jié)論，PRMT1表達(dá)抑制部分改善了向大鼠顳下頜關(guān)節(jié)注射MIA后的OA樣病變。

AMI-1可顯著減輕大鼠顳下頜關(guān)節(jié)注射MIA后的OA樣病變。（A） 體內(nèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)間表。（B） 對(duì)照組、MIA組和MIA+AMI-1組髁突軟骨矢狀面HE染色和藏紅O固綠染色。（C） 對(duì)照組、MIA組和MIA+AMI-1組髁突的3D顯微CT圖像和矢狀面。（D） 對(duì)照組、MIA組和MIA+AMI-1組大鼠TMJ中使用PRMT1抗體進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色。（E） 對(duì)照組、MIA組和MIA+AMI-1組中PRMT1陽性平均光密度的定量數(shù)據(jù)，*與對(duì)照組相比P<0.05，與MIA組相比P<0.05。（F） 根據(jù)Mankin評(píng)分從0到14進(jìn)行組織學(xué)評(píng)分，與對(duì)照組相比*P<0.05，與MIA組相比*P<0.05。（G） 骨體積與總體積（BV /TV）分?jǐn)?shù)、小梁厚度（Tb.Th）、小梁數(shù)量（Tb.N）和小梁間距（Tb.Sp）的Micro-CT分析，*與對(duì)照組相比，P<0.05；與MIA組相比，P<0.05（比例尺：100µm）。

文獻(xiàn)結(jié)論

總之，本研究首次證明PRMT1沉默通過激活A(yù)KT/FOXO1信號(hào)通路抑制IL-1β誘導(dǎo)的ECM降解和軟骨細(xì)胞凋亡，表明PRMT1在TMJOA軟骨細(xì)胞表型的改變中起著至關(guān)重要的作用（圖6）。研究者們還評(píng)估了PRMT1抑制劑在MIA治療的TMJOA大鼠中的治療潛力，發(fā)現(xiàn)PRMT1抑制劑顯著減輕了TMJOA關(guān)節(jié)軟骨的病理變化。簡(jiǎn)而言之，該項(xiàng)目研究者的結(jié)果為TMJOA進(jìn)展的分子機(jī)制提供了新的見解，并確定PRMT1是治療TMJOA的一個(gè)有希望的治療靶點(diǎn)。

使用設(shè)備

Micro CT（型號(hào)：NEMO）（平生醫(yī)療科技）

影像軟件：Avatar（平生醫(yī)療科技）