骨性關(guān)節(jié)炎是怎么引起的?
來源/作者:普拉特澤生物-醫(yī)學(xué)整體課題外包
在miRNA研究的這條路已經(jīng)車水馬龍了,如何在蕓蕓眾生中抓住審稿人的視線獲得高分文章,就需要研究者有豐富的知識(shí)體系和創(chuàng)新精神了。
這次小編帶大家解讀的文獻(xiàn)就很好的詮釋了這點(diǎn):咱不研究miRNA,咱研究功能跟miRNA很相似的RNA結(jié)合蛋白。下面就跟著小編來看下這篇文獻(xiàn)吧。
文章題目:
翻譯:RNA結(jié)合蛋白ZFP36L1與HSP70家族在骨性關(guān)節(jié)炎OA中的作用
一、名詞解釋:
HSPA1A:熱休克蛋白70(HSP70)家族成員之一
ZFP36:一種古老的RNA結(jié)合蛋白,可以與靶mRNA的3'-UTR中的ARE結(jié)合來觸發(fā)ARE介導(dǎo)的mRNA去穩(wěn)定化
二、研究背景:
骨關(guān)節(jié)炎(OA)是導(dǎo)致殘疾的主要原因,軟骨破壞作為OA發(fā)病機(jī)制標(biāo)志是由基質(zhì)降解酶的上調(diào)或軟骨細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)分子的下調(diào)引起的。RNA結(jié)合蛋白可以直接結(jié)合其靶mRNA的3'-非翻譯區(qū)(3'-UTR)中的富含AU的元件(ARE),并促進(jìn)poly-A尾部去除和mRNA衰變。
三、研究正文:
研究者首先在OA患者和OA模型小鼠(DMM韌帶剪斷手術(shù)造模)的軟骨組織中發(fā)現(xiàn)ZFP36L1的蛋白含量相比于正常軟骨組織有明顯的升高,同時(shí)基質(zhì)降解酶MMP3、MMP13表達(dá)下調(diào)(見下圖(a)IHC檢測結(jié)果)。
作者猜測ZFP36L1可能與OA有關(guān)。于是通過構(gòu)建腺病毒過表達(dá)系統(tǒng),在動(dòng)物模型上實(shí)現(xiàn)ZFP36L1的上調(diào)表達(dá)。發(fā)現(xiàn):ZFP36L1的過表達(dá)并不影響OA的疾病進(jìn)程,即既不改變軟骨組織中基質(zhì)降解酶的含量也不影響軟骨細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)相關(guān)分子Coll-II和Aggrecan的表達(dá)改變(下圖c)。
隨后,作者制備了兩種不同的模型鼠:
① 12周齡的Zfp36l1-/-基因敲除雄性小鼠,并做韌帶切斷手術(shù)制備OA模型;
② 常規(guī)小鼠做韌帶切斷后尾靜脈注射Zfp36l1干擾腺病毒;發(fā)現(xiàn)Zfp36l1低表達(dá)的小鼠模型中,OA的疾病表癥顯著低于未敲除組:番紅固綠染色(下圖a&c),OA評(píng)級(jí)、骨錐成熟度、軟骨下骨板厚度(下圖b&d),
以上作者充分證實(shí)了ZFP36L1的下調(diào)表達(dá)能夠顯著的抑制骨性關(guān)節(jié)炎,那么接下來,作者進(jìn)一步探討了ZFP36L1在OA中的作用機(jī)制。
首先,先上一波測序,作者發(fā)現(xiàn)對(duì)ZFP36L1進(jìn)行shRNA干擾后,有18個(gè)基因的mRNA水平出現(xiàn)了顯著上調(diào)(flod change>2.0),以Hspa1a和Hspa1b最為顯著(下圖a)。由于HSPA1a和HSPA1b結(jié)構(gòu)差別不大(10個(gè)核苷酸和1個(gè)氨基酸的差別),在此作者接下來只研究HSPA1a。作者通過RIP發(fā)現(xiàn)ZFP36L1結(jié)合HSPA1a的3'-UTR區(qū)(下圖d),由此可得ZFP36L1直接調(diào)控HSPA1a。
考慮到熱休克蛋白70(HSP70)家族對(duì)多種細(xì)胞的炎癥,氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡有保護(hù)作用,為了驗(yàn)證HSPA1a是否參與ZFP36L1敲低對(duì)OA發(fā)病機(jī)制的抑制作用,研究者用腺病毒在OA模型鼠中過表達(dá)了HSPA1a(下圖a),并在DMM處理后的AO模型小鼠的膝關(guān)節(jié)軟骨組織發(fā)現(xiàn):HSPA1a過表達(dá)組中番紅固綠染色顯示炎性減弱(下圖b&c),OA評(píng)級(jí)下降、骨錐成熟度無顯著性差異、軟骨下骨板厚度無顯著差異(下圖d)。
我們通常認(rèn)為OA的發(fā)病機(jī)制主要是由:①由基質(zhì)降解酶的上調(diào);②軟骨細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)分子的下調(diào);③軟骨細(xì)胞的凋亡引起的。
作者發(fā)現(xiàn)ZFP36L1敲低或HSPA1a過表達(dá)對(duì)基質(zhì)降解酶和軟骨ECM分子的表達(dá)水平并沒有顯著改變,可見二者并不是ZFP36L1-HSP70途徑的直接靶標(biāo)。考慮到軟骨細(xì)胞的凋亡在OA軟骨破壞中也起著重要作用,且HSPA1a有已知的可以保護(hù)各種細(xì)胞類型免于凋亡的功能。于是作者檢查了HSPA1a是否可以通過防止軟骨細(xì)胞凋亡從而達(dá)到抑制OA的作用。于是在過表達(dá)HSPA1a的OA模型鼠中觀察到了軟骨細(xì)胞凋亡的顯著減少,由此得出結(jié)論:HSPA1a可以直接抑制軟骨細(xì)胞凋亡。
最后,研究者調(diào)查了HSPA1a在ZFP36L1上調(diào)/下調(diào)的OA模型鼠中的作用,發(fā)現(xiàn)HSPA1a的敲除促進(jìn)了ZFP36L1在OA中的軟骨侵蝕能力,但不影響骨贅形成或軟骨下骨板增厚。
四、總結(jié):
文章的幾個(gè)主要結(jié)論:
1、OA中RNA結(jié)合蛋白ZFP36L1的特異性上調(diào),但外源進(jìn)行ZFP36L1基因的過表達(dá)并不能影響OA的疾病進(jìn)程,反之敲除可抑制。
2、ZFP36L1的直接作用靶點(diǎn)為HSPA1a,HSPA1a通過抑制軟骨細(xì)胞凋亡來預(yù)防OA,不參與骨贅形成和軟骨下骨板增厚。
3、在OA小鼠模型中,于膝關(guān)節(jié)腔中注射ZFP36L1-shRNA腺病毒或HSPA1a的過表達(dá)腺病毒能夠緩解小鼠的疾病進(jìn)程。
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