Wnt/β-catenin信号通路调控uPA表达在骨关节炎发病中的机制研究

Osteoarthritis (OA) is a common musculoskeletal disorder and is particularly prevalent in persons above the age of 65. It is characterized by a progressive degeneration of the articular cartilage, it has seriously influence to joint function. Whereas the essential mechanisms responsible for the degeneration of cartilage activity remains elusive and unanswered. The role of the Wnt/?-catenin signalling network in osteogenesis and cartilage homeostasis has been demonstrated in several studies, it plays an important role in OA, and may become a key therapeutic target. .Our previous study confirmed that plays a role of the initiating factor in pathomechanism of OA. Thus, we suggesting that the canonical wnt/?-catenin signaling is a key mediator regulating expression of uPA in turn affect the MMP-3 to enhance cartilage degeneration of OA..To explore the relation of the wnt/?-catenin and uPA in OA, we would inspect and measure the expression of the wnt/?-catenin and uPA in experimental models of OA by quantitative polymerase chain reaction(PCR) and western blot, and to detect the potential molecule mechanism of wnt/?-catenin signaling regulating expression of uPA to induce cartilage breakdown in vitro and in vivo by RT-PCR，western-blot, ELISA, RNA interference, FRET and other technology.

骨关节炎（OA）严重影响关节功能，但发病机制研究缺乏根本突破。研究发现Wnt/β-catenin信号通路在OA中起着重要的作用，可能成为关键的治疗靶点。我们前期研究证实uPA在OA中扮演着始动因子的角色，因此推测Wnt/β-catenin调控uPA表达进而影响MMP-3促进OA软骨退变。本项目以软骨细胞和SD大鼠为对象，应用RT-PCR，western-blot，ELISA、RNA干扰、FRET等技术，在检测OA软骨组织β-catenin、uPA和MMP-3表达相关性的基础上，通过wnt激活剂和抑制剂干预，明确Wnt/β-catenin对uPA和MMP-3表达的调控；并通过FRET技术在活软骨细胞内观察β-catenin对uPA和MMP-3的作用，从而阐明在Wnt信号通路对uPA/MMP-3表达调控的分子机制及其在OA发病中的作用。

本项目通过研究OA病变过程中Wnt/β-catenin信号通路是否对uPA和MMP-3表达起主要调控作用，明确MMP-3是否为Wnt/β-catenin信号通路的直接靶基因，确定阻断Wnt/β-catenin信号通路下调uPA和MMP-3的表达在治疗OA中的意义。. 课题首先构建了SD大鼠OA模型，在4/8/12周后对模型软骨组织中和滑膜组织中β-catenin、uPA和MMP-3 基因和蛋白表达进行了检测及分析，结果显示随着病程的延长，软骨组织表达β-catenin、uPA和MMP-3水平明显著升高，三者呈现正相关关系。. 随后培养OA软骨细胞，在细胞培养基中加入不同浓度的β-catenin激活剂及抑制剂，结果显示β-catenin激活剂可显著促进软骨细胞表达uPA和MMP-3，而抑制剂可明显减少uPA和MMP-3的表达水平。同期构建了基于FRET原理的双荧光MMP-3生物传感器，应用β-catenin激活剂及抑制剂干预软骨细胞，在活细胞下观察到激活剂可显著增加软骨细胞表达MMP-3的水平，而抑制剂可降低MMP-3的表达水平。. 通过构建SD大鼠OA模型，并应用β-catenin激活剂和抑制剂以及基质金属蛋白酶蛋白酶、生理盐水关节腔内注射，观察软骨组织的退变及软骨组织中uPA和MMP-3的基因和蛋白表达水平。结果显示，抑制剂干预后软骨组织退变减弱，软骨组织表达uPA和MMP-3的基因和蛋白水平均较其他对照组显著降低，而应用激活剂后软骨组织退变加速，uPA和MMP-3表达水平显著升高。. 通过本次研究，我们明确了uPA和MMP-3在体内表达的β-catenin信号通路调控途径，为今后开发出调控uPA和MMP-3表达的药物提供理论依据；同时为骨性关节炎的靶向基因治疗提供新的理论和实验依据，为临床关节炎的治疗探索新方法和新思路。.