VEGF/VEGFR2自分泌轴在颞下颌关节骨关节炎发生中的作用及机制研究

Temporomandibular joint osteoarthritis, a common temporomandibular disorder(TMD) with high morbidity and high hazard, is characterized by progressive cartilage degeneration and intra-articular arthrofibrosis. The pathogenesis of cartilage degeneration remains largely unknown so far. Our previous studies have demonstrated the upregulation of VEGFR2 during the early stage of temporomandibular joint osteoarthritis.In addition, we identified higher expression of VEGFR2 in chondrocytes from temporomandibular joint osteoarthritis patients. In the current study, we aim to unveil the molecular mechanisms of VEGF/VEGFR2 autocrine and paracrine pathways in regulating cartilage degeneration and arthrofibrosis. By using the established rabbit temporomandibular joint osteoarthritis animal model and inducible VEGFR2 conditional knockout mice in vivo,and using VEGFR2 silencing or overexpression in vitro, we will study the role of VEGF/VEGFR2 signaling pathway in regulating matrix metalloproteinase (MMP) and tissue inhibitors of metalloproteinase (TIMP) and their corresponding signaling pathways including PLCγ, PI3K and NF-kB signaling pathways. Furthermore, both neutralizing antibody and lentivirus-mediated silencing plasmids targeting VEGFR2 will be used for the treatment of osteoarthritis in rabbit animal model. Collectively, this study aims to understand the molecular mechanisms of VEGF/VEGFR2 autocrine and paracrine effects on temporomandibular joint osteoarthritis, and to identify novel therapeutic ways for emporomandibular joint osteoarthritis.

颞下颌关节骨关节炎是一种发病率高、危害大的常见颞下颌关节紊乱病，以进行性关节软骨退变、软骨下骨硬化和滑膜炎为主要病理特征。迄今对软骨退变的发病机制仍知之甚少。我们的预实验结果提示VEGF/VEGFR2在颞下颌关节骨关节炎发生中起重要作用。但其作用机制还有待进一步探讨。为此我们提出假说：VEGF/VEGFR2自分泌轴可作用于软骨细胞，导致其分解和合成代谢失衡，引起关节软骨退变。为验证该假说，我们将通过兔颞下颌关节骨关节炎模型及颞下颌关节软骨细胞特异性VEGFR2基因敲除小鼠模型, 采用基因沉默、基因敲除等手段，从分子、细胞、组织水平探讨VEGF/VEGFR2自分泌轴在软骨退变中的重要作用，明确其在软骨退变中的调控机制。以VEGF/VEGFR2自分泌轴作为干预靶点，应用VEGFR2单克隆抗体和慢病毒介导的VEGFR2基因沉默，靶向调节该自分泌轴，初步验证其在预防颞下颌关节骨关节炎中的作用。

颞下颌关节骨关节炎是一种发病率高、危害大的常见颞下颌关节紊乱病，以进行性关节软骨退变、软骨下骨硬化和滑膜炎为主要病理特征。迄今对软骨退变的发病机制仍知之甚少。本课题组预实验结果提示颞下颌骨关节炎动物模型中VEGF及其受体VEGFR2表达明显增高，说明VEGF/VEGFR2信号轴在颞下颌骨关节炎中有重要作用，为此我们提出假说：VEGF/VEGFR2自分泌轴可作用于软骨细胞，导致其分解和合成代谢失衡，引起关节软骨退变。为验证该假说，在这个基础上我们进一步证明了VEGF本身可以作为一种炎症因子诱导颞下颌骨关节炎的发生，即：通过颞下颌关节腔注射VEGF165，构建了大鼠的颞下颌关节骨关节炎模型。本实验的结果提示我们，持续的关节囊内注射VEGF165可诱导颞下颌关节骨关节炎。这就说明，VEGF/VEGFR2与颞下颌关节骨关节炎的发生发展有着密切的联系。为了进一步观察VEGF对破骨细胞骨吸收的影响，课题组随后又进行了体外实验。我们将来源于骨髓基质干细胞的单核细胞与RANKL和VEGF共培养，来观察VEGF对破骨细胞分化的影响。结果发现，VEGF能显著增强RANKL诱导的破骨细胞分化。在以往研究的基础上，我们应用器官离体培养的方式研究VEGF对小鼠髁突软骨的直接作用。此方法既能排除全身因素的影响，直接研究VEGF对髁突软骨作用。结果提示，在离体培养的条件下， VEGF可直接引起小鼠髁突发生软骨退变。综上所述，本研究通过体外实验，体内实验和器官离体培养的方式证明了VEGF可直接引起TMJ OA的发生发展，证明了VEGF自分泌轴与TMJ OA发生发展的重要关系。