《Bioactive Materials》客戶論文 |通過抑制SP1-LRP1信號傳導和阻斷神經-軟骨相互作用來改善骨關節炎疼痛

文獻信息
中國科學院深圳先進技術研究院計算機輔助藥物設計研究中心、人體組織與器官退行性研究中心，中國科學院深圳先進技術研究院藥學院等單位的研究成果“miR-204 ameliorates osteoarthritis pain by inhibiting SP1-LRP1 signaling and blocking neuro-cartilage interaction(miR-204通過抑制SP1-LRP1信號傳導和阻斷神經-軟骨相互作用來改善骨關節炎疼痛)在雜志《Bioactive Materials》(IF:18.9)上發表。平生公司的離體CT(VENUS)在論文中提供了重要的小鼠脛骨圖像和定量分析。 

該研究的通訊作者為陳棣教授，趙曉麗教授；第一作者是陸克博士，王清云碩士。
 

文獻摘要
骨關節炎(OA)是一種伴有疼痛的退行性關節疾病，是老年人慢性殘疾的主要原因。為了提高OA患者的生活質量，OA治療的首要目標是減輕疼痛。在骨性關節炎進展過程中，在滑膜組織和關節軟骨中觀察到神經向內生長。這些異常的新生神經作為傷害感受器來檢測OA疼痛信號。關節組織中骨關節炎疼痛向中樞神經系統(CNS)傳遞的分子機制目前尚不清楚。miR-204已被證明可以維持關節組織的穩態，并在OA發病過程中具有軟骨保護作用。然而，miR-204在OA疼痛中的作用尚未確定。在這項研究中，作者研究了軟骨細胞和神經細胞之間的相互作用，并評估了外泌體遞送的miR-204在實驗性OA小鼠模型中治療OA疼痛的作用和機制。作者的研究結果表明，miR-204可以通過抑制SP1- LDL受體相關蛋白1 (LRP1)信號傳導和阻斷關節中神經-軟骨相互作用來減輕OA疼痛。作者的研究確定了治療OA疼痛的新分子靶點。

實驗方法
Micro CT分析
獲取小鼠骨組織后，右膝關節在4%甲醛中固定過夜，用PBS洗滌后進行CT掃描。作者使用VENUS Micro-CT掃描儀(平生醫療科技有限公司)，90kV電源和70μA電流對小鼠膝關節進行掃描，分辨率為10μm。每組的掃描圖像在相同的閾值下進行評估，以允許每個樣本的三維結構渲染。選擇脛骨近端的生長板以下區域進行三維組織形態學分析，以確定皮質或軟骨下骨密度(BMD)、骨表面積和骨體積的比值(%，BV/TV)、骨小梁數量(Tb.N.)、骨小梁分離度(Tb.Sp.)和骨小梁厚度(Tb.Th.)。

實驗結果
μCT分析顯示，與PBS和EMs處理的DMM小鼠相比，EMs^miR-204處理的DMM小鼠的骨小梁厚度減少了約25%(圖6A和B)，DMM小鼠軟骨下骨密度(BM)、骨表面積和骨體積的比值(%，BV/TV)、骨小梁數(Tb.N.)和骨小梁分離度(Tb.Sp)與EMs^miR-204處理的DMM小鼠無統計學差異。為了進一步研究EMs^miR-204是否保護骨性關節炎的軟骨退化，作者進行了Safranin O/Fast Green染色，發現DMM手術后關節軟骨存在嚴重缺陷，OARSI評分(骨性關節炎的半定量指標)增加。而EMs^miR-204治療顯著緩解了DMM誘導的OA小鼠的軟骨退化，與未接受EMs^miR-204治療的DMM小鼠相比，OARSI評分降低了66%(圖C和D)。
 

圖6所示 EMs^miR−204可減輕DMM誘導的OA小鼠軟骨退化。(A和B)假手術組與PBS DMM老鼠或EMs 或EMs^miR−204治療μCT代表圖像(A)和小梁厚度量化(B)(n=3)。(C和D)代表紅色染料O-Fast綠色染色表示組織形態學變化(C)和OARSI分數(D)在假手術組或DMM小鼠，用PBS或EMs或EMs^miR−204治療(n=3)。

文獻結論
在這項研究中，作者測試了EMs遞送miR-204用于OA治療。在未來，作者將測試更多的遞送材料，并進行橫斷面比較，以確定一種更安全、更有效的miR-204載體用于OA治療。綜上所述，作者的研究結果表明，EMs可能是遞送miR-204用于OA治療的潛在載體，miR-204緩解OA疼痛的機制是抑制SP1-LRP1信號。本研究為OA疼痛的治療提供了新的藥物靶點。

使用設備

                                                     Micro CT（型號：VENUS）（平生醫療科技）                                                             影像軟件：Avatar（平生醫療科技）