性激素调控颞下颌关节骨关节炎的性别差异机制:DHT与17β-雌二醇的协同保护作用

【字体: 时间:2025年05月29日 来源:Scientific Reports 3.8

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  东京齿科大学团队通过建立小鼠模型,揭示DHT(二氢睾酮)和17β-雌二醇通过抑制Gremlin 1-NF-κB通路减轻机械应力诱导的TMJ-OA(颞下颌关节骨关节炎),阐明了男性发病率低的激素保护机制,为性别特异性治疗提供新靶点。

  

颞下颌关节骨关节炎(TMJ-OA)是一种以软骨退变、骨重塑异常为特征的疾病,临床表现为关节弹响、疼痛及下颌运动障碍。流行病学数据显示,女性发病率是男性的3倍,但机制未明。既往研究多聚焦雌激素缺乏对女性患者的影响,而男性患者因激素环境稳定较少发病,其内在保护机制成为研究盲区。东京齿科大学的Takuma Tomura团队在《Scientific Reports》发表研究,首次系统揭示了雄激素代谢物DHT和17β-雌二醇通过协同作用抵抗TMJ-OA的分子机制。

研究团队采用10周龄雄性C57BL/6J小鼠,通过手术去势(ORX)降低DHT水平、芳香化酶抑制剂(Ai)阻断睾酮向17β-雌二醇转化,并结合金属颌板植入模拟机械应力(MS),构建多因素交互模型。关键技术包括:1)微CT分析骨微结构参数(BV/TV、Tb.Th等);2)组织化学染色(HE、Safranin O、TRAP)评估软骨厚度和破骨细胞活性;3)免疫荧光检测MMP13/ADAMTS5表达;4)RT-qPCR量化NF-κB通路相关基因。

结果部分
DHT缺失加剧TMJ-OA进展
ORX组小鼠血清DHT降低后,股骨骨小梁厚度(Tb.Th)减少28%,下颌髁突软骨厚度下降40%。机械应力(MS)进一步使MMP13和ADAMTS5在软骨下骨层表达升高3倍,提示DHT通过维持软骨细胞密度和抑制基质降解酶保护关节。

17β-雌二醇缺乏的放大效应
Ai组单独干预时,血清17β-雌二醇降至对照组35%,但仅导致轻度软骨退化。而MS+Ai组出现显著病理改变:软骨Safranin O阳性区域减少62%,破骨细胞数量增加3倍,且MMP13表达扩展至软骨浅层,证实雌激素对机械应力损伤的缓冲作用。

双激素缺失的协同恶化
MS+Ai+ORX组呈现最严重表型:软骨厚度仅为对照组的25%,ADAMTS5在软骨全层异常表达。值得注意的是,MS+Ai组的破坏程度超过MS+ORX组(p<0.002),表明17β-雌二醇缺乏比DHT缺失对TMJ-OA影响更大。

17β-雌二醇治疗的挽救效应
补充17β-雌二醇(E2+组)使软骨厚度恢复至对照组80%,并显著下调NF-κB、Gremlin 1和RelA mRNA水平(p<0.001)。BMP7表达上调2.1倍,证实雌激素通过抑制Gremlin 1-VEGFR2-NF-κB轴,同时激活BMP7促修复信号实现保护作用。

这项研究创新性揭示:男性肾上腺来源的芳香化酶持续将DHT转化为17β-雌二醇,构成对抗TMJ-OA的双重防线。临床转化意义在于:1)为男性患者低发病率提供分子解释;2)提示靶向Gremlin 1-NF-κB通路的性别差异化治疗策略;3)为绝经后女性患者激素替代疗法提供理论依据。研究同时发现,机械应力可诱导软骨下骨血管周围细胞异常分泌MMP13/ADAMTS5,拓展了对TMJ-OA"骨-软骨对话"机制的认识。

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