核受体ROR-α激活Wnt通路介导软骨肥大/骨关节炎的发生及机制研究

Osteoarthritis（OA） is a kind of chronic diseases which characterized by the articular cartilage hypertrophy and apoptosis. The specific pathogenesis is not fully understood. Our previous studies showed activating ROR-α enhanced MSCs differentiation into hypertrophic chondrocytes in vitro. Activating the nuclear receptors could up-regulate the signaling molecular of the Wnt/β-catenin signaling pathway. Then we hypothesized activating ROR-α enhanced the cartilages hypertrophy via promoting Wnt/β-catenin signaling pathway and then accelerated the process of OA. In this project, we will firstly study the correlation between ROR-α expressing and OA occurrence in human joints. Then we will make sure the effect of ROR-α regulating Wnt/β-catenin signaling pathway in hypertrophic chondrocytes through cells culture. At last we will validate the expression of the nuclear receptors in the degenerative articular cartilages via animals modeling OA. The result of this project should reveal the effect and mechanism of ROR-α on chondrocytes hypertrophy and OA, and then provide further insight for searching the new causes of OA. We hope our study will lead to better prevention and treatment for OA.

骨性关节炎(osteoarthritis，OA)是以软骨细胞肥大凋亡为特征的慢性退行性疾病，具体发病机制尚未完全明了。申请人前期研究发现ROR-α的激活可以促进MSCs向肥大的软骨细胞分化，且ROR-α的激活可以引起Wnt/β-catenin信号通路下游因子表达增高。因此，我们提出：ROR-α的激活可能通过上调Wnt/β-catenin信号通路而促进软骨肥大，加速OA的产生。本实验拟首先探讨人关节软骨中ROR-α与OA发生的相关性，并采用细胞实验证实ROR-α对肥大软骨中Wnt/β-catenin通路的影响，继而通过构建OA动物模型，验证ROR-α在退变软骨中的表达，从而阐明ROR-α影响软骨肥大和OA的机制。通过本实验为OA发病机制研究提供新的视角，为OA防治提供新的药物靶点。

骨关节炎（OA）以软骨细胞的肥大分化、关节软骨的退变和破坏为主要病理特征，具体发病机制未明。研究证实，RORα的激活与软骨细胞肥大分化有关，但其与软骨退变和OA进程的关系尚不明确。本项目首先在膝关节和腰椎小关节OA软骨临床标本中发现，RORα主要分布在软骨组织的浅表区，部分达中间区，其在OA软骨的表达水平较正常软骨组织均明显增加。其次在体外IL-1β诱导软骨细胞退变模型中，RORα同样高表达，激动RORα（激动剂或过表达质粒）可显著增加软骨金属蛋白酶MMP-13并下调Col-II的表达水平，与加入IL-1β诱导软骨细胞退变作用相似；抑制RORα（抑制剂或干扰质粒），则有助于减少Col-II降解以及MMP-13的释放。在IL-1β诱导软骨细胞退变的细胞模型中，利用RORα抑制剂和干扰RORα表达的方法，细胞外基质阿利新蓝染色的阳性率逐渐増加，并显著降低IL-1β诱导的MMP-13和 ADAMTS-5水平，抑制胶原蛋白降解，恢复Col-II的表达，使软骨细胞外基质降解减少，延缓软骨退变。最后在OA小鼠模型膝关节软骨组织的浅表区检测到RORα高表达，组织切片染色和microCT均提示RORα抑制剂能一定程度减轻OA进程中软骨形态和结构的变化，使软骨基质降解减少，促进软骨修复，延缓关节软骨的退变进程，有望成为OA治疗的新的小分子靶向药物。此外在体外细胞模型中激动RORα，Wnt/β-catenin通路激活，β-catenin核转位增加，active β-catenin蛋白以及细胞核内β-catenin蛋白表达水平升高，并上调通路下游靶基因的表达；干扰RORα则抑制该通路激活和β-catenin蛋白的核转位。加入Wnt通路阻断剂XAV-939可抑制RORα所致软骨细胞MMP-13的表达上调。综上，RORα促进软骨退变和OA进展的分子机制与激活Wnt/β-catenin信号通路有关。