骨性关节炎中WISP-1调控机理的研究

随着生活、工作方式的改变及社会人口的老龄化，骨关节退行性病变已成为高发疾病，其中代表性疾病为骨性关节炎。骨性关节炎的发生与关节软骨退行性改变的病理密切相关。如何高效率地调控与恢复软骨基质蛋白代谢成为预防及治疗骨性关节炎的研究焦点。最新研究表明：骨性关节炎关节软骨和滑膜组织中异常增高的WISP-1通过非IL-1途径诱导MMPs和aggrecanases的分泌，促进关节软骨的变性及破坏。由此，我们提出新的假说：调控WISP-1基因表达及蛋白水平是靶向调节关节软骨细胞基质合成、达到修复及再生退变关节软骨的有效途径。本项目使用骨性关节炎临床组织标本与原代软骨细胞、人软骨细胞株-NHAC及骨性关节炎动物模型，以分子生物学手法探讨WISP-1在骨关节软骨基质合成和分泌中的分子调控机理，明确其在骨性关节炎中的作用，为骨性关节炎的生物治疗寻找新的途径，提供理论及实验依据。

骨关节退行性病变是在中、老年人群中常见的缓慢进展的疾病，涉及脊椎及全身四肢。骨关节退行性病变的病理生理研究表明，骨关节退行性病变的发生与关节软骨损伤的病理密切相关。本项目使用骨性关节炎临床组织标本与原代软骨细胞、人软骨细胞株-NHAC及骨性关节炎动物模型，以分子生物学手法探讨WISP-1在骨关节软骨基质合成和分泌中的分子调控机理，明确其在骨性关节炎中的作用。. 在骨性关节炎患者组织中WISP-1、Wnt及beta-catenin蛋白水平与基因表达研究中，通过选取膝关节骨性关节炎患者的关节手术标本，以及运动损伤患者关节镜手术切除的正常膝关节标本，观察蛋白水平及基因表达的变化。结果显示：与正常膝关节软骨组织相比，骨性关节炎膝关家软骨组织中WISP-1、Wnt和beta-Catein 基因表达及蛋白水平明显增高。. 在Wnt与WISP-1表达相关性研究中，向人软骨细胞株(NHAC)负荷不同剂量的Wnt1， 培养6h后观察WISP-1基因的变化。结果显示：Wnt1以量依存性的诱导NHAC细胞内WISP-1的表达。. 为了进一步验证在软骨细胞中Wnt调控WISP-1表达，向人软骨细胞株(NHAC)负荷Wnt拮抗剂（DKK1），1.5h后观察WISP-1基因的变化。结果显示：DKK1（Wnt1拮抗剂）明显的抑制Wnt1诱导WISP-1功能。. 在Wnt诱导WISP-1合成的信号通路研究中，使用-catenin siRNA对Wnt在该信号通路中的上下游关系进行了验证，结果支持Wnt--catenin- WISP-1通路。.在WISP-1对软骨细胞基质合成的影响试验中，向软骨细胞负荷不同剂量WISP-1，24h后观察基质金属蛋白酶和蛋白聚糖聚酶基因表达变化。结果显示：WISP1以量依存性的诱导细胞外基质蛋白分解酶MMP3、MMP9、MMP13和ADAMTS4基因表达。. 在膝关节骨性关节炎动物模型试验中，WISP-1主要表达于膝关节软骨中，其表达量随膝关节退变程度的提高而增加。.WISP-1与膝关节骨性关节炎的发生具有一定的相关性；Wnt通过细胞内-catenin促进WISP-1的转录，其WISP-1激活MMPs和aggrecanases等基质降解酶，促进胶原蛋白和聚集蛋白聚糖的分解。