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为探究 circTBCK 在骨关节炎(OA)中的作用,研究人员开展相关研究,发现其可缓解 OA 发展,或成治疗靶点。
骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是一种常见的慢性骨科疾病,主要影响中老年人。它就像一个 “沉默的关节杀手”,悄无声息地破坏着人们的关节健康。患者常常会感到关节疼痛、肿胀,活动受限,严重影响生活质量。目前,针对 OA 的治疗手段大多只能缓解疼痛症状,无法从根本上预防或治愈疾病,寻找有效的治疗靶点迫在眉睫。
在这样的背景下,温州医科大学、中国康复科学研究所等机构的研究人员开展了一项关于 CircTBCK 在 OA 中作用的研究。他们发现,CircTBCK 可能通过调节细胞外基质(Extracellular Matrix,ECM)和自噬,减轻 OA 的发展,这一发现为 OA 的预防和治疗提供了新的潜在靶点,相关研究成果发表在《Human Cell》杂志上。
研究人员为了开展这项研究,运用了多种关键技术方法。首先是生物信息学分析,通过在数据库中检索相关数据,筛选出差异表达的环状 RNA(Circular RNAs,circRNAs)。其次,采用定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR),检测相关基因的表达水平。还利用蛋白质免疫印迹法(Western blotting),分析蛋白质的表达情况。同时,进行了细胞增殖实验,评估 CircTBCK 对软骨细胞增殖的影响。此外,构建了动物模型,进行体内实验研究。
研究结果主要体现在以下几个方面:
- CircTBCK 在 OA 组织和细胞中表达较低:研究人员通过构建体外和体内 OA 模型,经 qRT-PCR 检测发现,与对照组相比,OA 模型中 CircTBCK 的表达显著下调。在体外实验中,用白细胞介素 - 1β(IL-1β)处理软骨细胞 24 小时后,细胞形态发生改变,CircTBCK 等多种 circRNAs 表达下调;在体内实验中,通过对小鼠进行内侧半月板失稳(DMM)手术构建 OA 模型,术后 8 周检测发现,OA 模型小鼠关节软骨中 CircTBCK 表达明显降低。
- CircTBCK 的特征和分布:CircTBCK 由 TBCK 基因反向剪接形成,与线性 RNA 不同,它没有游离的 3’多聚腺苷酸尾和 5’帽结构,通过共价键形成环状结构,因此结构稳定,不易被酶水解。研究人员通过设计引物进行扩增、Sanger 测序、RNase R 处理实验等,证实了研究目标是 CircTBCK 而非 mRNA。同时,通过核质分离实验和 RNA 荧光原位杂交(FISH)分析发现,CircTBCK 主要分布在细胞质中。
- 过表达 CircTBCK 减轻 OA 软骨细胞的退变:研究人员将过表达 CircTBCK 的慢病毒转染到软骨细胞中,发现过表达 CircTBCK 可提高 OA 软骨细胞的活力,促进细胞增殖,增加细胞中 II 型胶原蛋白(Collagen II)和 SRY-box 转录因子 9(SOX9)等合成代谢因子的表达,同时改善自噬相关分子的表达,增强自噬通量。CCK-8 实验表明,过表达 CircTBCK 的软骨细胞在 IL-1β 处理后,细胞活力较 IL-1β 组明显提高;qRT-PCR 和 Western blotting 检测结果显示,相关增殖和合成代谢相关分子的表达增加,自噬相关蛋白的表达也得到改善。
- 敲低 CircTBCK 加剧 OA 软骨细胞的退变:研究人员转染 CircTBCK 的小干扰 RNA(siRNA)敲低其表达,结果显示,敲低 CircTBCK 会降低 OA 软骨细胞的活力,抑制细胞增殖,下调 SOX9、增殖细胞核抗原(PCNA)等相关分子的表达,同时减弱自噬相关蛋白的表达。CCK-8 实验、qRT-PCR 和 Western blotting 检测结果均证实了这一现象。
研究结论和讨论部分指出,CircTBCK 在 OA 的发病和进展中可能起着重要作用,通过基因治疗靶向调节 CircTBCK 有望成为 OA 预防和治疗的有效方法。虽然目前研究还存在一些局限性,如 CircTBCK 发挥作用的具体通路尚不清楚,其是否通过靶向特定 miRNA 发挥生物学效应还需进一步探索,对软骨下骨重塑的潜在影响也有待研究,且在临床应用前还需要更多动物和细胞模型验证以及临床试验评估,但这一研究为 OA 的治疗开辟了新的方向,让人们看到了攻克骨关节炎的新希望,有望为广大 OA 患者带来更有效的治疗方案。