CKIP-1在类风湿关节炎骨破坏局部成骨细胞成骨功能受损中的作用研究

There is still lack of effective treatment for articular bone erosion in rheumatoid arthritis (RA) patients. At present, drugs can only relieve and inhibit bone destruction occurrence but cannot repair the bone injury. It has been reported that function of osteoblast is compromised at sites of focal bone erosion in rheumatoid arthritis. However, the molecular mechanism remains largely unknown. Casein kinase-2 interacting protein-1 (CKIP-1) is a newly discovered negative regulator in osteoblast. Our previous studies find that the increased CKIP-1 expression within osteoblast well correlates with both reduced bone formation and progressive bone erosion in rodents with adjuvant-induced arthritis or collagen-induced arthritis, which indicates that aberrantly overexpressed CKIP-1 may play an important role in failure of osteoblast-mediated repair for articular bone erosion during progressive RA. Therefore, this project plans to investigate the changes of articular bone erosion, bone formation, osteoblast differentiation and BMP signal pathway by immunohistochemistry, MicroCT and bone histomorphometry in osteoblast-specific CKIP-1 conditional knockout mice with collagen-induced arthritis or K/BxN serum transfer arthritis. Further, a targeted delivery system specifically approaching osteoblast lineage cells will be used in two arthritis animal models, the changes of arthritis incidence, articular bone erosion, bone formation, and osteoblast differentiation will also be investigated. The objective of this project is to elucidate the role of CKIP-1 in failure of osteoblast-mediated repair for articular bone erosion during progressive RA, and provide a methodology reference in development of new drugs for repair the articular bone erosion in RA patients.

类风湿关节炎（RA）骨破坏缺乏有效的治疗手段，目前治疗药物只能缓解抑制骨破坏的发生而不能修复已有的骨损伤。研究证实RA患者关节局部成骨细胞功能受损，但机制不明。CKIP-1是成骨细胞内骨形成的负调控因子。我们发现，RA动物模型关节局部成骨细胞内CKIP-1表达持续升高，与骨破坏增强和骨形成降低密切相关。提示成骨细胞内CKIP-1高表达可能是RA骨破坏局部成骨细胞成骨功能受损的关键因素之一。据此，本项目选用成骨细胞特异性CKIP-1基因敲除小鼠，建立关节炎动物模型，应用免疫组化、显微CT及骨形态计量等方法分析模型动物在骨破坏、骨形成、成骨细胞分化及BMP信号通路等方面的变化；并采用成骨细胞靶向性CKIP-1核酸递送系统干预关节炎动物模型，观察治疗后动物在关节炎发病、骨破坏、骨形成等方面的变化，阐明CKIP-1在RA骨破坏局部骨修复中的作用，并为临床开发修复RA患者骨破坏的新药提供方法学参考。

类风湿关节炎（RA）骨破坏缺乏有效的治疗手段，目前药物只能缓解骨破坏发生而不能修复已有的骨损伤。研究证实RA患者关节局部成骨细胞功能受损，但机制不明。CKIP-1是成骨细胞内骨形成的负调控因子。我们发现，RA动物模型关节局部成骨细胞内CKIP-1表达持续升高，与骨破坏增强和骨形成降低密切相关。提示成骨细胞内CKIP-1异常高表达可能是RA骨破坏局部成骨细胞成骨功能受损的关键因素之一。因此，本项目开展了CKIP-1在RA骨修复受损中的作用研究，结果如下：.1.通过将CKIP-1 flop小鼠与SP7-iCre小鼠交配，成功获得了成骨细胞特异性CKIP-1基因敲除小鼠（CKIP-1osx-/-）。经鉴定，该小鼠成骨细胞内CKIP-1表达抑制率达90%。.2.通过对比观察CKIP-1osx-/-小鼠与对照小鼠在关节炎进展、骨破坏、骨形成等的变化，证实成骨细胞内CKIP-1的异常高表达在RA骨破坏局部成骨细胞功能受损方面扮演了重要的角色。.3.成功制备了成骨细胞靶向性CKIP-1核酸递送系统。经鉴定，用该递送系统包裹的CKIP-1小核酸干预6周可使胶原诱导关节炎（CIA）小鼠成骨细胞内CKIP-1 mRNA表达水平显著降低。.4.通过建立CIA小鼠模型，观察成骨细胞靶向性CKIP-1核酸递送系统治疗后动物在关节炎发病、骨破坏、骨形成等方面的变化，明确了靶向成骨细胞CKIP-1的小核酸药物对CIA小鼠关节局部骨破坏的修复作用。.5.此外，我们还发现：CKIP-1osx-/-小鼠在诱导关节炎后，其关节炎症进展要明显缓于对照小鼠。而且，在用成骨细胞靶向性CKIP-1核酸递送系统治疗CIA小鼠后，其关节炎症也明显缓解。.综上，本研究首次证实了成骨细胞内CKIP-1的异常高表达在RA骨破坏局部成骨细胞功能受损方面扮演了重要的角色，有望成为今后治疗RA的一个新靶标。并在此基础上，明确了靶向成骨细胞CKIP-1的小核酸药物对RA关节局部骨破坏的修复作用，为临床开发修复RA患者骨破坏的新药提供了方法学参考。并且我们的研究还提示成骨细胞CKIP-1也参与了RA关节炎症调控。.研究期间，共发表科研论文3 篇，其中SCI 收录2篇（累计影响因子：17.23），中文核心期刊1 篇；另有3 篇论文进入审稿流程。参加学术交流4次，联合培养博士生2名。