下颌髁突软骨干细胞的特性及其促进骨关节炎状态下关节软骨修复再生的研究

Temporomandibular joint (TMJ) osteoarthritis (OA) is one of the commonest diseases which result in TMJ dysfunctions. Damages of articular cartilage is one of the main characteristics in OA.Several methods have been developed for the treatment of TMJOA; however, the clinical outcomes remain dissatisfactory. Inhibition of cartilage damage and restoration of cartilage structure and fucntions may help improve the clinical outcomes. Recent studies showed that there are certain chondrocytes from human articular cartilage express markers specifi c for stem cells. These cells are called Chondrogenic Progenitor Cells (CPCs). The results may offer new insights into the pathogenesis and development of OA. However, no relevant study has been published yet. The mani goals of this project is to investigate identification, quantification and isolation of CPSs from articular cartilage in TMJ and it's characteristics in OA, the possible mechanism between CPCs and chondrocytes, isolation of the key protein and mollecullar regulating CPSs by RNA interference and gene microarray techniques and cartilage repair with CPCs. This opens new possibilities to achieve intrinsic cartilage repair and adds a novel aspect to the pathogenesis of cartilage degradation in arthritis. This project also lead to the development of new preventive and therapeutic agents to improve the quality of life for patients with osteoarthritis.

颞下颌关节（TMJ）骨关节炎（OA）是目前导致颞下颌关节功能障碍的主要疾病之一，而关节软骨的破坏是OA的最主要特征。如何阻止关节软骨破坏、恢复其正常形态结构与功能是目前制约治疗效果的主要瓶颈之一。研究表明在关节软骨组织中存在具有多能特性的干细胞，这一发现为OA病理机制的研究及其相关治疗提供了一个新的独特视角，但是目前的相关研究仍属空白。本项目研究内容主要包括下颌髁突软骨干细胞的分离、鉴定及其在OA状态下的性状改变；软骨干细胞与软骨细胞之间可能的内在关联机制；利用RNA干扰技术与基因芯片等技术筛选与调节可能参与调控软骨干细胞的关键靶蛋白与分子；利用软骨干细胞修复或逆转OA软骨病变等四方面。本项目的开展和实施不仅对深入阐明TMJOA疾病的细胞和分子机制具有重要的理论价值，而且可以为探索利用软骨干细胞，寻找提高OA治疗效果新的干预靶点提供重要线索。

颞下颌关节骨关节炎（Temporomandibular joint osteoarthritis, TMJOA）是目前导致颞下颌关节功能障碍的主要疾病之一，如何阻止炎症状态下的关节软骨破坏并启动后续软骨修复机制是突破目前TMJOA治疗瓶颈的关键。干细胞作为种子细胞被证明能有效促进炎症状态下损伤软骨的修复。研究表明在颞下颌关节软骨组织中存在具有多能特性的干细胞，称作髁突软骨干细胞（Fibrocartilage stem cells, FCSCs），这一发现为TMJOA病理机制的研究及其相关治疗提供了一个新的独特视角。在本课题中，我们成功从大鼠髁突表面提取出FCSCs，并首次从人类髁突软骨中提取出具有多项分化潜能的软骨干细胞（human FCSCs, hFCSCs）；对FCSCs的分化、增殖、迁移、克隆形成等细胞学特性进行全面系统的探究观察；通过基因芯片、3D诱导培养等技术将FCSCs与颌骨间充质干细胞（Orofacial mesenchymal stem cells, OFMSCs）以及软骨细胞（Chondrocytes）进行细胞学、基因学比较分析，探索影响FCSCs成软骨分化潜能的关键调控分子；建立体外细胞炎症模型，观测炎症相关因子TNF-α、IL-1及其相关信号通路Nf-κB、NOTCH等对FCSCs干细胞功能以及成软骨分化过程的调控模式；建立TMJOA动物模型，通过转基因荧光大鼠细胞示踪实验，进一步明确炎症分子及相关信号通路的时空表达特性，并通过靶向干预实验探究经FCSCs功能调控治疗TMJOA的新策略；最后，我们通过对FCSCs参与髁突软骨-骨发育的进一步认识，指导儿童颞下颌关节强直疾病治疗手段及原则归纳，对髁突干细胞破坏后不同关节重建方式对生长发育的影响进行临床总结与探讨。本项目的开展将有助于阐明FCSCs在TMJOA发生、发展中作用的细胞学与分子学机制，同时有望为炎症状态下关节软骨的修复提供一种全新的靶向治疗策略。