基于TGF-β/MMP13信号通路探讨右归丸防治骨性关节炎小鼠关节软骨退变的分子机制

Osteoarthritis (OA), highly onset and leading to disability, became one of the worst threats to human health. Traditional Chinese Medicine (TCM) holds that kidney governs bone surely including articular cartilage (AC), and emphasizes the renal function in pathogenesis and treatment of OA. In this project, we observe the effects of invigorating kidney meds, Yougui Pill, to both OA development and HPA axis in mice, and try to find clues of the relationship between HPA axis, standing for the kidney functional condition, and AC maintaining. Experiment taken in mice whose Type II receptor of TGF-β was deleted in chondrocytes and mmp13 to be evaluated in AC tissue, to establish TGF-β/mmp13 signaling is involved as the molecular mechanism of invigorating kidney in treating OA. The result of this study will develop more TCM theoretical guides in treating OA and enrich the scientific connotation of the theory “kidney governs bone”.

骨性关节炎（Osteoarthritis，OA）是老年人群中多发的关节退行性病变，是成人致残和活动受限的重要原因之一，在中医学中，属于“骨痹”的范畴。中医学认为“肾主骨”，在对骨痹病机的阐释中，亦强调肾虚是重要病理基础，在临床诊疗中重视调肾，但肾与关节软骨的关系还有待进一步论证。本项目运用中半月板切除术OA小鼠模型，通过下丘脑-垂体-肾上腺轴描计“肾”的功能状态，观察右归丸对OA小鼠的关节软骨退变的调控作用，以探讨和剖析中医肾“主”关节软骨的科学内涵；运用Tgfbr2转基因小鼠，在软骨细胞中敲除转移生长因子βII型受体基因，阻断软骨细胞内TGF-β信号通路，观察补肾法对OA小鼠关节软骨退变调节作用的变化以及下游基因金属蛋白酶13（MMP13）在关节软骨表达的变化，探讨其分子机制。本项目结果能够为指导OA的中医药临床防治提供理论依据和科学支撑，并补充和丰富“肾主骨”理论的科学内涵

项目背景：.当前，尚缺乏在整体上对“肾”的功能状态和在局部对关节软骨维护及退变之间联系的直观的观察和研究，然而这一的联系对骨性关节炎的防治以及“肾主骨”理论内涵的补充和丰富有重要的意义，因此非常值得我们进行系统而深入的观察和研究。.主要研究内容：.理论研究.在“肾主骨”理论指导下，诠释“肾”、“精”、“髓”、“骨”、“关节软骨”的概念、功能及内涵，探讨“肾-精-髓-骨-关节软骨”的系统联系，并对中医肾对关节软骨的调控作用进行理论论证。.实验研究.右归丸对OA小鼠关节软骨保护作用的疗效评价的研究。.中医肾的功能状态（HPA轴）对OA关节软骨退化的调控作用的研究。.基于TGF-β/MMP13信号通路，中医肾调控关节软骨的分子机制的研究。..重要结果及结论：.1.诠释肾、精、髓、骨、关节软骨的含义，关节软骨化生于肾中所藏先天之精，依赖肾主水液的滋润和濡养，解析 “肾藏精-生髓-主骨-关节软骨”的系统生理联系和“肾虚-精亏-髓减-骨枯-关节退变”的病理变化。.2.补肾方右归丸对DMM小鼠关节软骨退变有一定的防治作用；最佳右归丸给药浓度为实验用中浓度剂量。.3.右归丸对小鼠血清中ACTH、CORT含量有正向的调节作用，提示补肾中药能够正向调节HPA轴功能状态..4.HPA轴指示的中医“肾”功能状态与DMM手术OA小鼠膝关节关节软骨退变是同向关系。肾功能状态升高，使MMP13、ADAMTS5、ADAMTS4炎性蛋白表达减少，对维持OA小鼠膝关节软骨稳定、减缓退变有正向调节作用，其分子机制与TGF-β/MMP13信号通路有关。.科学意义：.本项目论证假说“中医肾对关节软骨有调控作用”，其分子机制与TGF-β/MMP13信号通路有关。研究结果和探讨模式，将为今后进一步分析和探讨“ ‘五脏一体观’在外周局部组织中的体现”奠定基础并提供更好的理论推演分析模式；将为关领域的临床及基础科学研究方向和定位提供依据；对临床骨关节炎患者的基因治疗、具有防治作用的相关系列产品研发提供科学支持。