Wnt5a/b-Jnk信号通路在过度机械牵伸条件下介导肌腱干细胞成骨分化的作用及其机制研究

Tendon stem cells (TSCs) play an important roles in the development of tendinopathy. Our previous study showed that TSCs differentiated into tenocyte under 4% stretch; however, TSCs defferentiate into osteocyte under 8% stretch. Our recent study showed that Wnt5a/b and Jnk involved the osteogenesis of TSCs under 8% stretch. In addition, the osteogenesis of TSCs was inhibited when the gene of Jnk was blocked. These mean that the Wnt5a/b and Jnk were the key factors for the osteogenesis of TSCs. We assumed that the pathway of Wnt5a/b-Jnk works during the osteogenesis of TSCs. In this study, we will try to uncover the roles of signal pathway, which Wnt5a/b-Jnk regulated the osteogenesis of the TSCs under 8% stretch, then make clear of the mechanism of tendinopathy and afford more clues for the treatment of tendinopathy.

肌腱干细胞（TSCs）向成骨方向分化在肌腱病的发生、发展过程中起着重要作用。我们前期研究发现：TSCs在适度牵伸条件下（4%）向成肌腱方向分化；在过度牵伸条件下（8%）向成骨分化；然而过度牵伸条件下TSCs成骨分化的机制仍不明了。新近我们发现Wnt5a/b和Jnk均具有机械敏感性，过度牵伸时两者均表达增加；在施与Jnk抑制剂后，TSCs成骨分化完全被抑制；这提示Jnk是TSCs成骨分化的关键因子。我们预测过度牵伸条件下TSCs通过Wnt5a/b-Jnk信号通路介导成骨分化。本课题拟通过基因转染技术分别过表达和抑制Wnt5a/b和Jnk基因，研究Wnt5a/b和Jnk在TSCs成骨分化中的关键性作用，并通过Wnt5a/b和Jnk基因敲除证实Wnt5a/b-Jnk信号通路在TSCs成骨分化起重要作用，从而明确过度牵伸条件下TSCs成骨分化的机制，最终为肌腱病的临床治疗提供理论依据和新线索。

肌腱组织中出现异位骨化和脂肪组织是肌腱病的主要病理表现。肌腱干细胞（TSCs）对于肌腱细胞再生及肌腱损伤的修复起重要作用。体外研究发现，在8%强度的机械牵伸下，TSCs主要向成骨方向分化，然而机械牵伸引起TSCs发生成骨分化的具体分子生物学机制尚不清楚。非经典的Wnt信号通路主要调控细胞极性、细胞粘附性及细胞运动。非经典Wnt信号通路受其上游Rho/Rock分子调控，已证实RhoA/Wnt5a调控机械牵伸应力诱导的干细胞成骨分化[8]，机械应力诱导的干细胞成骨分化是否由Wnt/JNK信号通路调控尚有待于研究。研究机械牵伸条件下TSCs向骨细胞分化的分子生物学机制，对于揭示肌腱病的发病机制具有重要意义。.本课题研究了：（1）大鼠肌腱来源干细胞在机械牵伸应力诱导下的成骨分化能力；（2）肌腱干细胞在机械牵伸应力诱导下非经典Wnt信号通路中的Wnt5a、Wnt5b基因，蛋白水平的表达以及磷酸化JNK水平；（3）Wnt5a, Wnt5b与JNK间的相互调控关系；（4）机械牵伸应力是否通过Wnt5a/Wnt5b/JNK信号通路调控rTDSCs的成骨分化，探究肌腱组织异位骨化的形成机制。.本课题研究发现：（1）肌腱干细胞具有向骨细胞、脂肪细胞软骨细胞分化的能力。（2）单轴机械牵伸可以诱导肌腱干细胞成骨分化，同时Wnt5a、Wnt5b高表达，细胞骨架发生不可逆改变，JNK磷酸化水平较NC组升高。（3）用shRNA干扰rTDSCs的Wnt5a、Wnt5b基因可抑制单轴前身诱导的Runx2蛋白及P-JNK表达，Wnt5a、Wnt5b shRNA对UMT诱导的Runx2抑制作用可通过JNK兴奋剂解除。（4）体内证实抑制Wnt5a、Wnt5b/JNK信号通路可抑制成骨分化，促进肌腱损伤的修复。.结论：非经典Wnt信号通路中的Wnt5a、Wnt5b在单轴牵伸诱导条件下，通过Wnt5a、Wnt5b/JNK信号通路调控rTDSCs成骨分化。