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骨关节炎(OA)严重影响患者生活,其发病与软骨细胞衰老相关。研究人员探究表面活性蛋白 D(SP-D)对 OA 软骨细胞衰老的影响及机制。结果发现 SP-D 可通过上调 SIRT3/SOD2通路抑制软骨细胞衰老,为 OA 治疗提供新策略。
骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是一种常见的关节退行性疾病,随着人口老龄化加剧,其发病率不断上升。OA 会导致关节疼痛、肿胀、僵硬和功能障碍,严重影响患者的生活质量,还给社会带来沉重的经济负担。目前,针对 OA 的治疗手段有限,临床治疗主要是缓解症状,难以有效阻止疾病进展,晚期患者往往需要进行关节置换手术。因此,寻找新的治疗靶点和策略迫在眉睫。
为了探索 OA 治疗的新方向,武汉大学人民医院的研究人员开展了关于表面活性蛋白 D(Surfactant protein D,SP-D)对 OA 影响的研究。他们发现,SP-D 能够通过上调 SIRT3/SOD2通路减轻软骨细胞衰老,这一发现为 OA 的治疗提供了新的潜在策略。该研究成果发表在《Molecular Medicine》杂志上。
在研究过程中,研究人员采用了多种关键技术方法。他们建立了体外衰老软骨细胞模型和大鼠 OA 模型,通过 RNA 测序(RNA-seq)分析基因表达变化,运用免疫荧光分析、蛋白质免疫共沉淀(Co-IP)等技术检测蛋白表达与相互作用,还利用透射电子显微镜(TEM)观察线粒体形态,以此全面探究 SP-D 在 OA 中的作用机制。
研究结果主要如下:
- SP-D 与相关蛋白在衰老软骨细胞中的表达变化:通过免疫荧光和蛋白质免疫印迹实验发现,与正常软骨细胞相比,经 IL-1β 诱导的衰老软骨细胞中 SP-D、SIRT3和 SOD2的表达显著降低。
- SP-D 过表达对软骨细胞基因表达的影响:将 pcDNA3.1-SP-D 质粒转染到软骨细胞中使其过表达 SP-D,RNA 测序分析显示,SP-D 过表达与氧化和衰老相关基因,尤其是 SIRT3/SOD2信号通路密切相关。
- SP-D 对关节软骨的体内保护作用:在大鼠 OA 模型中,注射 rAAV-SP-D shRNA 降低 SP-D 表达,会加重软骨组织破坏;而注射重组人 SP-D(rhSP-D)则可减轻软骨降解,改善关节退变,但这一作用会被 SIRT3抑制剂 3-TYP 拮抗。
- SP-D 减轻软骨细胞衰老的机制:体内外实验表明,SP-D 可通过上调 SIRT3/SOD2通路,改善线粒体功能,减少活性氧(ROS)积累,降低衰老相关分泌表型(SASP)因子的表达,从而减轻软骨细胞衰老。
研究结论和讨论部分指出,该研究揭示了 SP-D 在 IL-1β 诱导的软骨细胞衰老和 DMM 诱导的软骨退变中的调控作用,明确了其通过 SIRT3/SOD2通路减轻年龄相关病理变化的机制。这表明靶向 SP-D 和 SIRT3/SOD2通路有望成为 OA 治疗的有效策略。不过,研究也存在一些局限性,如需要进一步研究 SP-D 的上下游级联效应,利用 SP-D 基因敲除小鼠深入探讨其在 OA 发病机制中的作用,并且应纳入自然衰老模型以更全面地了解 SP-D 在不同 OA 亚型中的作用。但总体而言,该研究为 OA 的治疗提供了新的思路和潜在靶点,具有重要的科学意义和临床应用前景 。