通過(guò)抑制SP1-LRP1信號(hào)傳導(dǎo)和阻斷神經(jīng)-軟骨相互作用改善骨關(guān)節(jié)炎疼痛

《Bioactive Materials》客戶論文 |通過(guò)抑制SP1-LRP1信號(hào)傳導(dǎo)和阻斷神經(jīng)-軟骨相互作用來(lái)改善骨關(guān)節(jié)炎疼痛

文獻(xiàn)信息
中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)研究中心、人體組織與器官退行性研究中心，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院藥學(xué)院等單位的研究成果“miR-204 ameliorates osteoarthritis pain by inhibiting SP1-LRP1 signaling and blocking neuro-cartilage interaction(miR-204通過(guò)抑制SP1-LRP1信號(hào)傳導(dǎo)和阻斷神經(jīng)-軟骨相互作用來(lái)改善骨關(guān)節(jié)炎疼痛)在雜志《Bioactive Materials》(IF:18.9)上發(fā)表。平生公司的離體CT(VENUS)在論文中提供了重要的小鼠脛骨圖像和定量分析。 

該研究的通訊作者為陳棣教授，趙曉麗教授；第一作者是陸克博士，王清云碩士。
 

文獻(xiàn)摘要
骨關(guān)節(jié)炎(OA)是一種伴有疼痛的退行性關(guān)節(jié)疾病，是老年人慢性殘疾的主要原因。為了提高OA患者的生活質(zhì)量，OA治療的首要目標(biāo)是減輕疼痛。在骨性關(guān)節(jié)炎進(jìn)展過(guò)程中，在滑膜組織和關(guān)節(jié)軟骨中觀察到神經(jīng)向內(nèi)生長(zhǎng)。這些異常的新生神經(jīng)作為傷害感受器來(lái)檢測(cè)OA疼痛信號(hào)。關(guān)節(jié)組織中骨關(guān)節(jié)炎疼痛向中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)傳遞的分子機(jī)制目前尚不清楚。miR-204已被證明可以維持關(guān)節(jié)組織的穩(wěn)態(tài)，并在OA發(fā)病過(guò)程中具有軟骨保護(hù)作用。然而，miR-204在OA疼痛中的作用尚未確定。在這項(xiàng)研究中，作者研究了軟骨細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞之間的相互作用，并評(píng)估了外泌體遞送的miR-204在實(shí)驗(yàn)性O(shè)A小鼠模型中治療OA疼痛的作用和機(jī)制。作者的研究結(jié)果表明，miR-204可以通過(guò)抑制SP1- LDL受體相關(guān)蛋白1 (LRP1)信號(hào)傳導(dǎo)和阻斷關(guān)節(jié)中神經(jīng)-軟骨相互作用來(lái)減輕OA疼痛。作者的研究確定了治療OA疼痛的新分子靶點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)方法
Micro CT分析
獲取小鼠骨組織后，右膝關(guān)節(jié)在4%甲醛中固定過(guò)夜，用PBS洗滌后進(jìn)行CT掃描。作者使用VENUS Micro-CT掃描儀(平生醫(yī)療科技有限公司)，90kV電源和70μA電流對(duì)小鼠膝關(guān)節(jié)進(jìn)行掃描，分辨率為10μm。每組的掃描圖像在相同的閾值下進(jìn)行評(píng)估，以允許每個(gè)樣本的三維結(jié)構(gòu)渲染。選擇脛骨近端的生長(zhǎng)板以下區(qū)域進(jìn)行三維組織形態(tài)學(xué)分析，以確定皮質(zhì)或軟骨下骨密度(BMD)、骨表面積和骨體積的比值(%，BV/TV)、骨小梁數(shù)量(Tb.N.)、骨小梁分離度(Tb.Sp.)和骨小梁厚度(Tb.Th.)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果
μCT分析顯示，與PBS和EMs處理的DMM小鼠相比，EMs^miR-204處理的DMM小鼠的骨小梁厚度減少了約25%(圖6A和B)，DMM小鼠軟骨下骨密度(BM)、骨表面積和骨體積的比值(%，BV/TV)、骨小梁數(shù)(Tb.N.)和骨小梁分離度(Tb.Sp)與EMs^miR-204處理的DMM小鼠無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。為了進(jìn)一步研究EMs^miR-204是否保護(hù)骨性關(guān)節(jié)炎的軟骨退化，作者進(jìn)行了Safranin O/Fast Green染色，發(fā)現(xiàn)DMM手術(shù)后關(guān)節(jié)軟骨存在嚴(yán)重缺陷，OARSI評(píng)分(骨性關(guān)節(jié)炎的半定量指標(biāo))增加。而EMs^miR-204治療顯著緩解了DMM誘導(dǎo)的OA小鼠的軟骨退化，與未接受EMs^miR-204治療的DMM小鼠相比，OARSI評(píng)分降低了66%(圖C和D)。
 

圖6所示 EMs^miR−204可減輕DMM誘導(dǎo)的OA小鼠軟骨退化。(A和B)假手術(shù)組與PBS DMM老鼠或EMs 或EMs^miR−204治療μCT代表圖像(A)和小梁厚度量化(B)(n=3)。(C和D)代表紅色染料O-Fast綠色染色表示組織形態(tài)學(xué)變化(C)和OARSI分?jǐn)?shù)(D)在假手術(shù)組或DMM小鼠，用PBS或EMs或EMs^miR−204治療(n=3)。

文獻(xiàn)結(jié)論
在這項(xiàng)研究中，作者測(cè)試了EMs遞送miR-204用于OA治療。在未來(lái)，作者將測(cè)試更多的遞送材料，并進(jìn)行橫斷面比較，以確定一種更安全、更有效的miR-204載體用于OA治療。綜上所述，作者的研究結(jié)果表明，EMs可能是遞送miR-204用于OA治療的潛在載體，miR-204緩解OA疼痛的機(jī)制是抑制SP1-LRP1信號(hào)。本研究為OA疼痛的治療提供了新的藥物靶點(diǎn)。

使用設(shè)備

                                                     Micro CT（型號(hào)：VENUS）（平生醫(yī)療科技）                                                             影像軟件：Avatar（平生醫(yī)療科技）