rAAV介导IGF-I基因转移对骨关节炎患者骨髓间充质干细胞软骨分化蛋白质组学的影响研究

《Arthritis Research & Therapy》：Proteomic landscape of IGF-I gene transfer in osteoarthritis-derived human bone marrow stromal cells undergoing chondrogenesis

【字体：大中小】 时间：2026年10月12日 来源：Arthritis Research & Therapy 5.4

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　　摘要背景骨关节炎（OA）是一种以软骨破坏和修复能力受损为特征的渐进性关节疾病。应用重组腺相关病毒（rAAV）载体对人类骨髓来源黏附基质细胞（BM-MSCs）进行基因治疗，代表了一种有前途的软骨再生策略。然而，其作用背后的分子机制在很大程度上仍未得到探索。在本研究中，我们研究了

摘要

背景

骨关节炎（OA）是一种以软骨破坏和修复能力受损为特征的渐进性关节疾病。应用重组腺相关病毒（rAAV）载体对人类骨髓来源黏附基质细胞（BM-MSCs）进行基因治疗，代表了一种有前途的软骨再生策略。然而，其作用背后的分子机制在很大程度上仍未得到探索。在本研究中，我们研究了在 OA 患者来源的 BM-MSCs 软骨分化过程中，由 rAAV 介导的胰岛素样生长因子 I（IGF-I）基因转移诱导的蛋白质组学变化。

方法

将 OA 供体来源的 BM-MSCs 用编码 IGF-I 或 lacZ 基因（β-半乳糖苷酶）作为对照的重组 rAAV 载体转导，并在软骨形成条件下于三维微团系统中培养 21 天。进行组织学、免疫组织化学（IHC）和免疫荧光（IF）分析，以表征模型的软骨表型，并为选定的蛋白质组学发现提供正交验证。基于质谱的蛋白质组学谱分析确定了与 IGF-I 过表达相关的蛋白检测模式和定量变化。进行通路和蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）分析，以探讨差异表达蛋白的功能意义。

结果

共鉴定出 4,284 种蛋白，其中 112 种显示出与 IGF-I 相关的检测模式或丰度显著变化。功能富集分析显示涉及与代谢、内质网（ER）稳态、细胞凋亡调节、细胞增殖、糖基化以及内体分选转运所需复合体（ESCRT）机制相关的通路。组织学和 IHC 分析提供了软骨相关基质沉积的支持性证据。通过 IHC 和 IF 进行的正交验证证实了 IGF-I 介导的 β-连环蛋白和输出蛋白 -1（XPO1）的上调。进一步分析提供了探索性证据，显示 IGF-I 转导微团中活性 β-连环蛋白增加，且已知 XPO1 底物去乙酰化酶 -1 主要呈核外分布。

结论

本研究提供了关于 OA 来源的 BM-MSCs 在软骨生成过程中接受 rAAV 介导的 IGF-I 基因治疗的首个蛋白质组学特征描述。IGF-I 基因转移与涉及代谢和蛋白质加工通路的广泛蛋白质组学变化相关，并增强了软骨特异性基质沉积，突出了与 OA 软骨修复相关的潜在分子机制。

背景

骨关节炎（OA）是一种以软骨破坏和修复能力受损为特征的渐进性关节疾病。应用重组腺相关病毒（rAAV）载体对人类骨髓来源黏附基质细胞（BM-MSCs）进行基因治疗，代表了一种有前途的软骨再生策略。然而，其作用背后的分子机制在很大程度上仍未得到探索。在本研究中，我们研究了在 OA 患者来源的 BM-MSCs 软骨分化过程中，由 rAAV 介导的胰岛素样生长因子 I（IGF-I）基因转移诱导的蛋白质组学变化。

方法

将 OA 供体来源的 BM-MSCs 用编码 IGF-I 或 lacZ 基因（β-半乳糖苷酶）作为对照的重组 rAAV 载体转导，并在软骨形成条件下于三维微团系统中培养 21 天。进行组织学、免疫组织化学（IHC）和免疫荧光（IF）分析，以表征模型的软骨表型，并为选定的蛋白质组学发现提供正交验证。基于质谱的蛋白质组学谱分析确定了与 IGF-I 过表达相关的蛋白检测模式和定量变化。进行通路和蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）分析，以探讨差异表达蛋白的功能意义。

结果

共鉴定出 4,284 种蛋白，其中 112 种显示出与 IGF-I 相关的检测模式或丰度显著变化。功能富集分析显示涉及与代谢、内质网（ER）稳态、细胞凋亡调节、细胞增殖、糖基化以及内体分选转运所需复合体（ESCRT）机制相关的通路。组织学和 IHC 分析提供了软骨相关基质沉积的支持性证据。通过 IHC 和 IF 进行的正交验证证实了 IGF-I 介导的 β-连环蛋白和输出蛋白 -1（XPO1）的上调。进一步分析提供了探索性证据，显示 IGF-I 转导微团中活性 β-连环蛋白增加，且已知 XPO1 底物去乙酰化酶 -1 主要呈核外分布。