本文選題：骨關(guān)節(jié)炎　切入點(diǎn)：IL-17A　出處：《浙江大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：軟骨細(xì)胞作為軟骨組織內(nèi)唯一的細(xì)胞類型,表達(dá)和分泌大量的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)維持軟骨正常功能。然而,當(dāng)骨關(guān)節(jié)炎(OA)發(fā)生后,軟骨細(xì)胞合成和分解代謝的平衡被破壞,加速了軟骨的破壞。因此,本課題以O(shè)A病理過程中軟骨細(xì)胞的代謝改變?yōu)檠芯繉?duì)象,分別對(duì)腸道微生物通過白介素17A(IL-17A)促進(jìn)軟骨細(xì)胞分解代謝以及Kdm6b調(diào)控軟骨細(xì)胞合成代謝的作用和機(jī)制進(jìn)行了相關(guān)的研究。首先,我們發(fā)現(xiàn)了一類IL-17A表達(dá)升高的OA患者,提示了 IL-17A可能參與OA病理過程。通過對(duì)不同來源小鼠OA造模,發(fā)現(xiàn)腸道內(nèi)缺少分節(jié)絲狀菌(SFB)定植的小鼠IL-17A水平下降,OA進(jìn)展減緩。接著使用抗生素破壞小鼠腸道微生物組成,發(fā)現(xiàn)OA造模后滑膜IL-17A表達(dá)下降,滑膜炎癥和軟骨破壞緩解。通過對(duì)腸道微生物組成分析后證明SFB的定植與小鼠OA病理中IL-17A水平相關(guān),影響OA進(jìn)展。進(jìn)一步通過IL-17A刺激軟骨細(xì)胞和關(guān)節(jié)腔注射IL-17A,證明IL-17A促進(jìn)軟骨細(xì)胞分解代謝相關(guān)的HIF-2α和MMP13表達(dá),抑制COLII表達(dá),加速軟骨基質(zhì)的降解。最后,使用體內(nèi)IL-17A特異性升高的MINK1-/-轉(zhuǎn)基因小鼠,證實(shí)IL-17A升高加速OA進(jìn)展。炎癥因子在OA病理過程中促進(jìn)軟骨細(xì)胞分解代謝,破壞軟骨穩(wěn)態(tài),所以加強(qiáng)軟骨細(xì)胞合成代謝成為治療OA的可能途徑。在這部分研究中,我們發(fā)現(xiàn)Kdm6b在成軟骨過程中表達(dá)升高,通過誘導(dǎo)型軟骨細(xì)胞特異性敲除Kdm6b小鼠模型(CKO),發(fā)現(xiàn)在軟骨發(fā)育過程中敲除Kdm6b后,抑制軟骨細(xì)胞增殖和軟骨基質(zhì)合成,軟骨發(fā)育異常。而且,在軟骨發(fā)育成熟后敲除Kdm6b,發(fā)現(xiàn)CKO小鼠在12月后出現(xiàn)軟骨基質(zhì)丟失與軟骨破壞。體外分離原代軟骨細(xì)胞后通過轉(zhuǎn)錄組測(cè)序發(fā)現(xiàn),Kdm6b調(diào)控軟骨細(xì)胞一系列合成代謝相關(guān)的基因,進(jìn)一步使用ChIP-qPCR,證明Kdm6b直接作用于Col2a1和Acan啟動(dòng)子區(qū)域,調(diào)控軟骨細(xì)胞的合成代謝。接著我們使用內(nèi)側(cè)半月板不穩(wěn)(DMM)模型加速軟骨細(xì)胞代謝紊亂,發(fā)現(xiàn)在軟骨發(fā)育成熟后敲除Kdm6b,加速小鼠OA進(jìn)展。結(jié)合骨軟骨缺損修復(fù)模型,證明敲除Kdm6b抑制軟骨細(xì)胞合成代謝,尤其是COLII及AGGRECAN的合成減少,導(dǎo)致OA病理過程中軟骨破壞的加劇。分析人軟骨樣本后,發(fā)現(xiàn)Kdm6b與軟骨細(xì)胞合成代謝相關(guān)蛋白表達(dá)關(guān)系緊密,且Kdm6b在OA患者軟骨損傷處的表達(dá)明顯下降。最后,我們發(fā)現(xiàn)Kdm6b在炎癥因子刺激后迅速上調(diào),提示可能參與軟骨細(xì)胞對(duì)炎癥環(huán)境的應(yīng)答。我們的研究首次發(fā)現(xiàn)了腸道微生物通過IL-17A影響OA炎癥環(huán)境,以及Kdm6b在調(diào)控OA病理中軟骨合成代謝中的重要作用,為OA的治療提供了新的思路。
[Abstract]:As the only cell type in cartilage tissue, chondrocytes express and secrete a large number of extracellular matrix ECM (ECM) to maintain the normal function of cartilage. However, when osteoarthritis occurs, the balance of synthesis and catabolism of chondrocytes is disrupted. Therefore, the metabolic changes of chondrocytes in the pathological process of OA were studied. The effects and mechanisms of intestinal microbes promoting chondrocyte catabolism and Kdm6b regulating chondrocyte catabolism through interleukin-17 (IL-17A) were studied. Firstly, we found a group of OA patients with elevated IL-17A expression. It was suggested that IL-17A might be involved in the pathological process of OA. By establishing models of mouse OA from different sources, it was found that the level of IL-17A decreased in mice with the absence of secundum filamentous bacteria in the intestinal tract, and the progression of OA was slowed down, and then the microorganism composition of intestinal tract was destroyed by antibiotics. It was found that the expression of IL-17A in synovial membrane was decreased, synovitis and cartilage damage were alleviated after OA modeling. It was proved that the colonization of SFB was related to the level of IL-17A in mouse OA by analyzing the composition of intestinal microorganism. It is proved that IL-17A promotes the expression of HIF-2 偽 and MMP13 related to catabolism of chondrocytes, inhibits the expression of COLII, and accelerates the degradation of cartilage matrix through IL-17A stimulation of chondrocytes and intraarticular injection of IL-17A. Using MINK1-r-transgenic mice with a specific increase in IL-17A in vivo, it was confirmed that the increase of IL-17A accelerates the progression of OA. Inflammatory factors promote the catabolism of chondrocytes and destroy cartilage homeostasis during the pathological process of OA. In this part of the study, we found that the expression of Kdm6b increased during the process of chondrogenesis. By inducing chondrocyte specific knockout Kdm6b mouse model, it was found that after knockout Kdm6b during cartilage development, chondrocyte proliferation and cartilage matrix synthesis were inhibited, and cartilage development was abnormal. Kdm6b was knocked out after cartilage maturation, and cartilage matrix loss and cartilage destruction were found in CKO mice after December. After isolation of primary chondrocytes in vitro, transcriptional sequencing revealed that Kdm6b regulates a series of genes related to chondrocyte synthesis and metabolism. ChIP-qPCR was further used to prove that Kdm6b acts directly on the promoter region of Col2a1 and Acan and regulates the synthesis and metabolism of chondrocytes. Then we use the model of medial meniscus instability to accelerate the metabolic disorder of chondrocytes. It was found that knockout Kdm6b after cartilage maturation accelerated the progress of OA in mice. Combined with osteochondral defect repair model, it was proved that knockout Kdm6b inhibited chondrocyte metabolism, especially the reduction of COLII and AGGRECAN synthesis. After analyzing the human cartilage samples, we found that the expression of Kdm6b was closely related to the expression of metabolism-related protein in chondrocytes, and the expression of Kdm6b in cartilage injury of OA patients was obviously decreased. We found that Kdm6b was upregulated rapidly after stimulation of inflammatory cytokines, suggesting that it might be involved in the response of chondrocytes to the inflammatory environment. Our study showed for the first time that intestinal microbes affect the inflammatory environment of OA through IL-17A. The important role of Kdm6b in the regulation of cartilage synthesis and metabolism in OA pathology provides a new idea for the treatment of OA.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R684.3

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本文編號(hào)：1616094