初级纤毛形成障碍与自噬调控在激素性股骨头缺血坏死中的作用

Steroid-induced avascular necrosis of femoral head (SANFH) has a complex biological process,its pathogenesis still unclear.Our preliminary findings indicate that: during the occurrence process of SANFH Beclin1 and MAP1LC3 gene expression enhanced obviously, autophagy is involved in the onset of SANFH，But the exact regulatory mechanism is unclear.Recently, studies showed that primary cilia formation closely related with autophagy，and adjust to each other.our study based on the previous subject, with primary cilia formation regulation and autophagic cell death as the breakthrough point,through animal model and osteoblast culture, immunofluore scence, transmission and scanning electron microscopy were used to detect osteocyte and osteoblasts changes in cell morphology and cilia length, using RT-PCR, western blotting detecting the mRNA and protein expression of Beclin1、MAP1LC3、IFT20 and OFD1, analysis of the correlation between autophagy gene and cilia genes formation,discuss the role of primary cilia formation and autophagy regulation in SANFH, and to explore a new idea for pathogenesis and prevention of SANFH.

肾上腺皮质激素引起的股骨头缺血坏死(SANFH)具有复杂的生物学过程，其发病机制仍不清楚。我们的前期研究结果表明:SANFH的发生过程中Beclin1与MAP1LC3基因表达明显增强，细胞自噬参与了SANFH的发病过程。但其确切调控机制尚不明确。近期研究结果揭示初级纤毛形成过程与细胞自噬调控关系密切，且二者可相互调节。本项目拟在前一课题基础上，以细胞的初级纤毛生长调节和自噬型死亡为切入点，通过动物模型及成骨细胞培养，利用免疫荧光标记、透射电镜和扫描电镜观察等方法检测骨细胞、成骨细胞形态及纤毛长度变化，利用RT-PCR、Western blotting方法检测Beclin1、MAP1LC3、IFT20、OFD1的mRNA与蛋白表达；并分析自噬基因与纤毛形成基因之间的相关性，探讨初级纤毛形成过程与自噬调控在SANFH中的作用，为探索SANFH的发病机理及防治开辟新的思路。

背景及目的 ：糖皮质激素诱发的股骨头缺血坏死（SANFH）生物学过程复杂，其发病机理至今尚未完全明确。课题组前期研究结果发现自噬型程序性细胞死亡增加与SANFH存在关联，但其调控机制尚不明确。本研究探讨在糖皮质激素诱导下成骨细胞自噬与初级纤毛形成障碍之间的关联，为SANFH的发病机制研究提供新的思路。.方法 ：在体及体外培养成骨细胞，鉴定培养成功后加入1μM甲基强的松龙，继续培养0h、12h、24h、48h、72h后分别检测。利用PCR法与Western blotting法检测成骨细胞中自噬关键基因（Beclin1、MAP1LC3、Atg-5、Atg-12）、纤毛调控基因（IFT20、OFD1）的mRNA与蛋白；利用激光共聚焦显微镜测定成骨细胞纤毛长度；通过自噬流评价成骨细胞自噬；并进行基因之间相关性分析。.结果 ：PCR检测结果显示激素作用后0h、12h、24h、48h、72h自噬关键基因Beclin1、MAP1LC3、Atg-5、Atg-12及纤毛调控基因OFD1 mRNA逐渐增加，而纤毛调控基因IFT20 mRNA逐渐减低，与激素作用后0h相比，具有统计学差异（P＜0.05）。Western blotting蛋白检测结果与PCR检测结果相同。此外，激素作用后0h、12h、24h、48h、72h成骨细胞自噬逐渐增加，成骨细胞纤毛长度逐渐减小。自噬调控基因与OFD1呈正相关（r = 0.76），与IFT20呈负相关（r = -0.81），OFD1与IFT20呈负相关（r = -0.53）。.结论 ：激素影响成骨细胞自噬关键基因Beclin1、MAP1LC3、Atg-5、Atg-12的转录与表达，在激素影响下成骨细胞自噬型细胞死亡增加。激素影响初级纤毛的形成，并与自噬调控存在关联。成骨细胞自噬与初级纤毛形成障碍可能是SANFH的病理因素，其确切调控机制有待于在体实验深入研究。