视黄酸受体γ激动剂在促进肌腱修复及抑制肌腱钙化中的作用

Tendon injuries are common in both the workplace and sports activities. Tendons have limited repair capacity. Damaged tendons do not usually regain their original levels of biological and biomechanical characteristics and degeneration of tendon can be highly debilitating and can result in disability, limitation of movement and tendon calcification. There is no effective drug for tendon repair and inhibition of tendon calcification. Recently we reported that injured tendon-derived progenitor cells (inTPCs) rapidly appear and are expanded in mouse and human injured tendons. These cells have characteristics as tendon progenitor cells and are integrated into regenerating tendon. On the other hand, they exhibit stronger spontaneous chondrogenic ability than the normal tendon progenitor cells and are integrated into heterotopic cartilaginous lesion induced in injured tendon. Interestingly, we found that retinoic acid receptor-γ (RAR-γ) agonist stimulate Scx and Tnmd, two tenogenic differentiation marker, expression on inTPCs. And in chondrogenic culture system, RAR-γagonist inhibited Agg and ColⅡ, two chondrogenic differentiation marker, expression on inTPCs. Base on these preliminary results we hypothesize that RAR-γagonist can stimulate tendon repair and inhibit tendon calcification. In this project, we will demonstrate the effectivity and safety of RAR-γagonist in tendon repair and inhibition of tendon calcification. Further more, to explore new therapeutic target for tendon injury we will investigate the mechanism that how RAR-γagonist play the role.

肌腱损伤在日常生活及运动领域十分常见, 损伤后肌腱缺乏有效的修复能力，仅通过瘢痕愈合, 常导致功能障碍和活动受限，且易发生再断裂。此外，肌腱损伤发生后，肌腱钙化为另一种常见且严重的并发症。目前临床中尚无明确的能够促进肌腱自然愈合并抑制肌腱钙化的药物。最近，我们从小鼠及人的损伤肌腱中分离出一种具有干细胞特征的细胞群，并命名为损伤源性肌腱祖细胞。体内细胞示踪实验发现损伤源性肌腱祖细胞同时参与到肌腱修复及钙化过程。体外实验中我们发现视黄酸受体γ激动剂可以促进损伤源性肌腱祖细胞Scx及Tnmd等腱性分化标志物的表达；并抑制Agg及ColⅡ等软骨分化标志物的表达。基于上述预实验结果，我们提出以下假说：视黄酸受体γ激动剂可以促进肌腱损伤后的修复并抑制肌腱钙化。本研究将从体内及体外两个层面来验证视黄酸受体γ激动剂促进肌腱修复并抑制肌腱钙化的有效性及安全性，并探索其作用机制，为寻找新的治疗靶点奠定基础。

肌腱损伤在日常生活及运动领域十分常见, 损伤后肌腱缺乏有效的修复能力，仅通过瘢痕愈合, 常导致功能障碍和活动受限。此外，肌腱损伤后，钙化为另一种常见且严重的并发症。目前临床中尚无明确的能够促进肌腱愈合并抑制肌腱钙化的药物。本研究原计划从体内及体外两个层面来验证视黄酸受体γ激动剂促进肌腱修复并抑制肌腱钙化的有效性及安全性，并探索其作用机制，为寻找新的治疗靶点奠定基础。按原方案完成实验后发现：视黄酸受体γ激动剂不能促进肌腱损伤修复且不能抑制肌腱钙化的发生。原方案结果不理想的情况下，积极分析原因，发现：炎症可能是导致视黄酸受体γ激动剂治疗无效的原因，且在损伤修复及钙化形成中扮演重要作用。在研究IL-1β对于损伤源性肌腱祖细胞的作用时发现：IL-1β下调损伤源性肌腱祖细胞的相关腱性标志物表达，同时IL-1β刺激组的乳酸-糖酵解途径上调，线粒体三羧酸循环途径下调；而药物性（二氯乙酸钠）上调细胞的线粒体三羧酸循环途径，同时下调乳酸-糖酵解途径后，IL-1β的腱性分化抑制作用消失。推测：肌腱损伤后，局部干/祖细胞的能量代谢方式转变为乳酸-糖酵解途径主导，其腱性分化能力受到抑制；药物性促进其线粒体三羧酸循环途径，并抑制其乳酸-糖酵解途径可以促进其腱性分化，从而促进肌腱修复。体内结果表明：肌腱损伤后，局部的乳酸-糖酵解途径产物显著上调，而线粒体三羧酸循环的中间代谢产物也同时上调；二氯乙酸钠治疗组小鼠肌腱的纤维排列较对照组明显改善；且生物力学强度较对照组显著升高；且二氯乙酸钠同时能够抑制肌腱钙化的发生。主要意义在于：我们首次报道了肌腱损伤后局部糖代谢有氧呼吸及无氧呼吸方式的变化，并基于上述变化选择相应的干预措施来促进肌腱修复并抑制肌腱钙化；首次报道了二氯乙酸钠可以促进肌腱损伤后修复且抑制肌腱钙化形成。综上，我们的研究结果完成了本项目的研究目的，即：为临床中促进损伤肌腱修复并抑制肌腱钙化发生提供了一种潜在的新药物。