诱导性Ihh基因敲除对软骨退变治疗作用的研究

随着社会的老龄化，骨关节炎（OA）的发病率逐渐增加，但其机制不明。有研究证明随OA病情进展，软骨细胞出现的病理变化与生长板软骨细胞分化过程类似。大量研究表明，Indian hedgehog (Ihh)可调节胚胎和出生后生长板软骨细胞的分化，由此Ihh在OA中的作用受到重视。我们前期研究表明Ihh在OA发病过程中可能起重要推动作用，但是由于Ihh敲除小鼠出生很快死亡，无法观察Ihh基因敲除对动物OA模型的影响。本课题将进一步采用条件性基因敲除这一新技术，在小鼠成年后注射药物，诱导重组酶表达，敲除Ihh基因，结合前交叉韧带切断OA模型，观察Ihh基因敲除对成年小鼠OA病情进展是否有抑制作用，明确Ihh基因敲除对OA发病过程中的重要蛋白的影响和Ihh下游信号途径变化特点，探索Ihh作为OA临床治疗靶点的可能性。

骨关节炎（Osteoarthritis , OA）是一种中老年人常见病，其病理改变主要表现为关节软骨进行性、退行性改变，之后逐渐发展为关节软骨破坏，关节边缘和软骨下骨质发生钙化，骨赘形成，最终导致关节疼痛和功能丧失。. Indian hedgehog(Ihh)是近年发现的一种分泌蛋白，研究表明其可调节胚胎和出生后生长板软骨细胞分化，在骨关节系统发育中起到关键作用。出生后软骨细胞产生的Ihh为维持生长板和松质骨正常结构所必须。近年发现随OA病情进展，OA软骨细胞出现的病理变化与生长板软骨细胞分化过程类似。如软骨细胞肥大，X型胶原和MMP-13的表达等生长板软骨细胞的生理特征，据此推测Ihh可能在OA发病中起到重要作用。我们前期研究表明Ihh在OA发病过程中可能起重要推动作用，但由于Ihh敲除小鼠出生很快死亡，无法观察Ihh基因敲除对动物OA模型的影响。. 本课题将采用条件性基因敲除技术，在小鼠成年后注射药物，诱导重组酶表达，敲除Ihh基因，观察Ihh基因敲除对成年小鼠OA病情进展是否有抑制作用，明确Ihh基因敲除对OA发病过程中的重要蛋白的影响和Ihh下游信号途径变化特点，结合人膝关节滑液中Ihh作为早期软骨损伤标志物的研究，探索Ihh作为OA临床治疗靶点的可能性。.1. 为验证人膝关节滑液中Ihh浓度与软骨损伤程度的关系，收集OA关节置换术患者关节软骨组织，分析软骨和滑液样本中Ihh的表达情况。此外，使用IHC和体内荧光分子断层成像技术（FMT）比较正常对照组和手术诱导OA组小鼠软骨中Ihh蛋白的表达水平。结果显示，与正常组相比，软骨和滑液样本中的Ihh浓度在早期OA时显著增加，在晚期OA中无明显差异。且Ihh的增加与OA软骨损伤严重程度有关。表明人膝关节滑液中Ihh含量的上调与早期软骨病变相关。.2. 小鼠敲除Ihh并手术诱导OA发生后，对软骨降解程度和OA的发展进行评价，比较对照组和Ihh敲除组小鼠软骨中Ihh的作用及影响。结果显示，Ihh敲除鼠中只有轻微的OA变化，而对照组小鼠表现出显著的软骨损伤。组织蛋白酶类和基质金属蛋白酶类在敲除Ihh的小鼠膝关节中表达减少、活性下降。表明，在手术诱导的OA中，敲除Ihh起到保护作用，这使得一种新的潜在的治疗方法成为可能，即在软骨细胞中通过抑制Ihh信号来预防和治疗OA。