PDZ结构域蛋白1缺失促进骨关节炎软骨细胞衰老

互推小编 2023-12-01

摘要：

文题释义：

PDZ结构域蛋白1(PDZK1)：又叫做NHERF3、PDZD1，主要分布于细胞膜上与细胞核内，属于钠(Na+)氢(H+)交换调节因子家族成员。PDZK1最初发现于肾脏近端小管的顶端刷状缘膜细胞内，该家族被证明在多种疾病和蛋白相互作用中发挥靶向和募集作用，为公认的衔接/支架蛋白家族。

细胞衰老：是指细胞在执行生命活动过程中，随着时间的推移，细胞增殖与分化能力和生理功能逐渐发生衰退的变化过程。电离辐射、氧化应激、端粒短缩、DNA 损伤等均可启动细胞衰老程序，使软骨细胞活性氧含量增加、自噬受到抑制以及蛋白质折叠异常。相对于正常软骨，骨关节炎软骨细胞表现出诸多衰老相关指标，如端粒缩短、DNA 损伤反应、活性氧分泌、β-半乳糖苷酶染色和调节细胞衰老的主要因子p16INK4a表达增加、基质金属蛋白酶聚集等。

背景：骨关节炎以关节软骨的退变为主要病理特征，作为软骨中唯一的细胞，软骨细胞的衰老是骨关节炎发病的重要机制之一。但是骨关节炎的具体发病机制目前仍未清楚，因此探索疾病过程中的分子机制和信号通路变化，希望为骨关节炎的诊断与治疗提供新的生物靶点和研究方向。

目的：探讨在骨关节炎进程中软骨PDZ结构域蛋白1(PDZ Domain Containing 1，PDZK1)对软骨细胞衰老的影响。

方法：①8 周龄C57/BL6小鼠随机分为实验组和假手术组，实验组又随机分为4，8 周2个亚组。实验组小鼠行右侧膝关节内侧半月板胫骨韧带切除，游离内侧半月板，诱导骨关节炎；假手术组小鼠则仅切开关节囊而不行内侧韧带切除和半月板游离，检测PDZK1表达量。②用Ⅱ型胶原酶消化法分离新生C57/BL6乳鼠软骨细胞并培养，用10 μg/L白细胞介素1β构建骨关节炎体外细胞模型，并利用siRNA-PDZK1敲低PDZK1，共分为未处理组、白细胞介素1β处理组(白细胞介素1β组)、siRNA-PDZK1组(si-PD组)、白细胞介素1β与siRNA-PDZK1共同刺激组 (si-PD+白细胞介素1β组)。检测软骨细胞PDZK1表达量；检测软骨细胞形成指标(如Ⅱ型胶原a1)、分解代谢指标(如基质金属蛋白酶13)以及软骨细胞衰老指标(如P16、P21、P53)。

结果与结论：①在C57/BL6骨关节炎小鼠膝关节软骨中，PDZK1表达较假手术组明显减少；②在C57/BL6乳鼠的原代软骨细胞中，通过免疫印迹实验证实，白细胞介素1β组与si-PD组的PDZK1表达量相比未处理组明显下降；si-PD组软骨细胞合成代谢指标Ⅱ型胶原a1表达量相比未处理组显著降低；si-PD+白细胞介素1β组分解代谢指标基质金属蛋白酶13表达量较白细胞介素1β组显著增加；③利用C57/BL6乳鼠的原代软骨细胞，通过实时荧光定量PCR证明，si-PD组敲低PDZK1后，细胞衰老指标P16、P21、P53表达较未处理组显著增加；④提示在骨关节炎进展中，软骨细胞中PDZK1的表达是降低的；PDZK1缺失可促进软骨细胞衰老，加重骨关节炎。所以PDZK1可能是骨关节炎发病过程中调节软骨细胞衰老的重要基因；对于PDZK1缺失促进软骨细胞衰老的机制，还需要更深入的研究。

https://orcid.org/0000-0002-4193-9407 (关鸿)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 骨关节炎, PDZK1, 细胞衰老, 软骨细胞, 白细胞介素1β

引用文本：关鸿, 张宏博, 邵焱, 郭栋, 张海严, 蔡道章. PDZ结构域蛋白1缺失促进骨关节炎软骨细胞衰老[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(2): 190-197.

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