骨性关节炎中软骨细胞病变TDP-43负调控机制及补肾活血中药干预的研究

Osteoarthritis (OA) are closely related with inflammatory factors that mediated angiogenesis and chondrocyte apoptosis. Inflammatory immune problems are at the whole process of its genesis and development. In OA ischemia and hypoxia conditions, the TDP-43 may be a key negative regulator of the MAPK signaling pathway, but it is not clear on the role of JNK and p38 MAPK signaling pathway in osteoarthritis. This study intends to establish chondrocyte model of TDP-43 high-expression and OA rats model by using collagenase. By TDP-43 transgenic rat mesenchymal stem cell transplantation, and we study how TDP-43/p35 expression down-regulates RACK1 activity in vivo and in vitro, and inhibits neovascularization of VEGF and LIMK1-mediated pathway of p38 MAPK, meanwhile mediates by p38 MAPK and JNK activation and inhibits chondrocytes apoptosis. Based on the hypothesis, the project will study the role of Chinese medicine Epimedium promoting to expression of TDP-43 and its molecular mechanisms, and inhibit chondrocyte apoptosis and angiogenesis. So it confirms molecular mechanism of reversal role of the traditional Chinese medicine and theory of TCM prevention in OA.

骨性关节炎(OA)与炎症因素介导的新生血管生成和软骨细胞凋亡密切相关，炎症免疫问题贯穿其发生发展的全过程。在OA缺血缺氧条件下TDP-43 可能为MAPK信号通路关键的负调控因子，但其在骨性关节炎中对JNK及p38 MAPK信号通路作用并不清楚。本项研究拟采用TDP-43高表达软骨细胞模型和胶原酶建立OA模型大鼠，采用TDP-43 转基因大鼠间充质干细胞移植治疗，研究体内体外如何通过TDP-43/p35表达下调RACK1活性，调控信号通路p38 MAPK而抑制VEGF和LIMK1介导新生血管生成，同时介导p38 MAPK和JNK并抑制其活化的软骨细胞凋亡这一假说，研究补肾活血中药促进TDP-43表达而对其分子机制的作用，抑制对软骨细胞凋亡和新生血管生成，有利于明确该中药逆转OA的分子机制，为中药防治OA提供理论。

DNA结合蛋白43（TAR DNA-binding protein-43，TDP-43）在药物诱导的神经元和胶质细胞应急的细胞质中积累，包括在骨性关节炎（Osteoarthritis，OA）炎症反应下产生的应急作用。但是，目前还不知道它在骨性关节炎进展中如何与靶基因相互作用和扮演何种作用。本研究目的是研究参与OA进展的TDP-43如何介导其靶基因并发挥应急作用。.我们通过构建TDP-43慢病毒载体并转染大鼠间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSC），分析了其体外分化为软骨细胞的能力，将TDP43慢病毒转染的MSC与软骨细胞共培养，以及TDP-43慢病毒转染软骨细胞以分析软骨细胞增殖与凋亡水平；胶原酶II膝关节注射建立OA模型，通过TDP-43过表达MSC移植OA大鼠模型，以及龙鳖胶囊制剂干预TDP-43对软骨细胞病变的影响。通过qRT-PCR和western blotting鉴定软骨细胞是否表达截断的TDP-43/p35和RACK1，免疫荧光检测SG的形成,荧光定量PCR检测关键基因表达水平以分析软骨细胞增殖和凋亡信号通路。.间充质干细胞转染包装好的TDP43慢病毒后，高表达TDP-43蛋白并能分化为软骨细胞。我们发现TDP43慢病毒转染MSC与软骨细胞共培养7天后，软骨细胞表达截断型TDP43/p35，促使了软骨细胞凋亡而细胞增殖。软骨细胞TDP-43表达激活了活化态C激酶1受体(RACK1)的高表达，促使SGs形成并以致LIMK1增殖信号通路中关键基因表达水平上升。TDP-43过表达的软骨细胞出现明显凋亡现象，龙鳖胶囊干预可以改善软骨细胞凋亡现象。OA大鼠模型TDP-43过表达MSC移植后引起了RACK1的表达，TDP-43/p35和SG标志物G3BP的表达，但引发软骨细胞凋亡；龙鳖胶囊灌胃干预后抑制了炎症因子表达，而软骨细胞凋亡现象改变不明显。.转染TDP43慢病毒的MSCs分化为软骨细胞能力未改变，以及TDP-43过表达软骨细胞和TDP-43过表达MSC移植OA大鼠模型均首次证实软骨细胞中表达TDP-43激活了RACK1的表达，揭示了软骨细胞表达RACK1对细胞增殖和凋亡的转录后调控作用，而龙鳖胶囊对体外培养中改善了软骨细胞凋亡但体内实验中无差异。