ERK1/2信号蛋白和蛋白降解酶在骨关节炎患者软骨/软骨下骨中的表达及其意义

目的探讨细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)信号蛋白与骨关节炎(OA)致病相关蛋白降解酶在软骨/软骨下骨中的表达及其意义。方法收集2017年12月-2019年12月石河子大学医学院第一附属医院关节外科收治的50例OA患者的膝关节胫骨平台样本以及创伤科因外伤截肢的10例患者的健康膝关节胫骨平台样本(作为对照)。采用HE染色观察软骨退变情况,利用OARSI-Modified Manking评分评估软骨破坏程度,并根据评分将OA患者分成轻度组(n=31)与重度组(n=19)。采用免疫组化染色和Western blotting检测ERK1/2、pERK1/2、MMP-3、MMP-9及ADAMT5在软骨/软骨下骨中的表达,实时定量PCR(RT-qPCR)检测软骨/软骨下骨中ERK1/2、MMP-3、MMP-9及ADAMT5 mRNA的表达,micro-CT测定软骨下骨微结构的改变情况。结果HE染色显示,轻度组软骨变薄,软骨细胞排列紊乱,软骨下骨厚度增加;重度组软骨几乎完全消失,软骨下骨明显暴露并变形,钙化软骨增厚。OARSI评分结果显示,与对照组相比,轻度组、重度组OARSI评分明显升高[(8.14±0.56)分、(23.33±0.17)分vs.(3.53±0.11)分,P<0.05],且重度组高于轻度组(P<0.05)。免疫组化染色、Western blotting及RT-qPCR检测结果显示,与对照组相比,轻度组和重度组软骨/软骨下骨中pERK1/2、MMP-3、MMP-9及ADAMT5蛋白表达水平增高(P<0.05),MMP-3、MMP-9及ADAMT5 mRNA相对表达水平明显增高(P<0.05),但各组ERK1/2 mRNA和蛋白相对表达水平无明显差异(P>0.05)。Micro-CT扫描结果显示,轻度组和重度组软骨下骨的微结构严重紊乱并伴有细胞增殖;与对照组比较,轻度组和重度组软骨/软骨下骨中骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数量(Tb.N)、骨密度(BMD)明显增高,骨小梁间距(Tb.Sp)明显缩小(P<0.05)。结论OA患者软骨/软骨下骨中pERK1/2、MMP-3、MMP-9及ADAMT5均呈现高表达且软骨下骨微结构发生改变,pERK1/2表达增加可能是蛋白降解酶活性增强及软骨下骨微结构改变的原因之一。

骨肉瘤外泌体miR-1307与骨肉瘤细胞的增殖和凋亡

背景:研究表明骨肉瘤的发生与多种miRNAs的异常表达有关,外泌体miRNA在细胞内通讯中受到越来越多的关注。目的:探讨骨肉瘤细胞来源外泌体miR-1307对骨肉瘤细胞增殖和凋亡的影响及其作用机制。方法:购买人骨肉瘤细胞系(143B、MG63、U2OS、Saos-2和SW1353)和人正常成骨细胞系(hFOB 1.19)。通过qRT-PCR实验检测miR-1307在5种骨肉瘤细胞系和正常成骨细胞系中的表达水平,最终选择SW1353作为此次骨肉瘤细胞功能验证的细胞系。培养SW1353骨肉瘤细胞和正常成骨细胞,通过差速离心法提取骨肉瘤细胞外泌体和正常成骨细胞外泌体,然后将miR-1307 inhibitor、miR-NC mimic转染至SW1353骨肉瘤细胞和正常成骨细胞,再提取SW1353骨肉瘤细胞外泌体和正常成骨细胞外泌体。取25 mg/L上述外泌体加入SW1353骨肉瘤细胞中干预24 h,采用CCK-8实验和流式细胞术观察骨肉瘤细胞的增殖和凋亡情况,使用Targetscan、MiRBase和miRDIP数据库在线预测miR-1307的靶基因,通过荧光素酶报告基因实验测定荧光素酶活性。使用qRT-PCR和Western blot检测骨肉瘤细胞中AGAP1的mRNA和蛋白表达水平。结果与结论:①与hFOB 1.19成骨细胞外泌体相比,SW1353骨肉瘤细胞外泌体明显促进骨肉瘤细胞增殖并抑制凋亡(P<0.01);与SW1353骨肉瘤细胞外泌体相比,SW1353骨肉瘤细胞外泌体中miR-1307下调后,对SW1353骨肉瘤细胞的增殖作用明显降低而凋亡率明显升高(P<0.01);②AGAP1被验证为miR-1307的直接靶基因,过表达miR-1307骨肉瘤细胞的AGAP1 mRNA和蛋白表达水平均明显低于miR-NC组(P<0.01)。与miR-NC组相比,miR-1307明显抑制野生型PGLO-AGAP1-WT 3'-UTR的荧光素酶活性(P<0.05);③结果表明,SW1353骨肉瘤细胞外泌体miR-1307通过靶向AGAP1促进SW1353骨肉瘤细胞的增殖并抑制凋亡。

不同分期骨关节炎关节液中相关降解酶的表达差异

背景:目前对骨关节患者滑膜、关节软骨中相关降解酶的研究较多,对关节液中相关因子的检测亦有报道,但有关不同病变分期相关因子表达情况的报道较少,且其与病变程度相关性研究报道亦相对较少。目的:检测不同分期骨关节炎患者关节液中细胞外调节蛋白激酶、基质金属蛋白酶13和人类含Ⅰ型血小板结合蛋白基序的解聚蛋白样金属蛋白酶4/5(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin-like motifs,ADAMTS4/5)的表达。方法:选择2016年10月至2017年12月在石河子大学医学院第一附属医院骨科行关节镜手术的骨关节炎患者94例,根据临床症状与K-L X射线分级分为早期组(n=27)、中期组(n=32)、晚期组(n=35);选择行截肢的健康患者、单纯膝外伤行关节镜检查者及自愿参与试验的门诊体检者10例,作为对照组。采集4组受试者关节液,采用荧光定量PCR法和ELISA法检测细胞外调节蛋白激酶、基质金属蛋白酶13和ADAMTS4/5的表达情况。试验经石河子大学医学院第一附属医院医学伦理委员会批准,批准号:2017-052-01。结果与结论:①荧光定量PCR检测:早、中、晚期组的各基因表达均高于对照组(P<0.001),早、中、晚期组的细胞外调节蛋白激酶、基质金属蛋白酶13基因表达呈逐渐上升趋势(P<0.01),早期组ADAMTS4/5基因表达高于中、晚期组(P<0.01);②ELISA检测:早、中、晚期组的关节液中各因子表达均高于对照组(P<0.001),早、中、晚期组的细胞外调节蛋白激酶、基质金属蛋白酶13表达呈逐渐上升趋势(P<0.01),早期组ADAMTS4/5表达高于中、晚期组(P<0.01);③相关性分析:细胞外调节蛋白激酶与基质金属蛋白酶13表达水平呈正相关关系(P<0.01),ADAMTS4与ADAMTS5表达呈正相关关系(P<0.01),ADAMTS4、ADAMTS5与细胞外调节蛋白激酶、基质金属蛋白酶13表达水平呈负相关关系(P<0.05);④结果表明:细胞外调节蛋白激酶、基质金属蛋白酶13及ADAMTS4/5的表达与膝骨性关节炎临床症状较为密切,研究这些因子在骨性关节炎不同分期中的分子机制,有望为临床诊断及预后判定提供一定的依据。

骨关节炎关键基因与治疗药物的生物信息学筛选

目的:利用生物信息学方法探寻骨关节炎(OA)关键基因及潜在治疗药物。方法:利用基因表达大棚车(GEO)下载GSE55235芯片数据,R语言3.5.0筛选差异表达基因,David在线数据库对差异表达基因进行基因本体(GO)富集分析及京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路分析,String 10.5在线数据库构建分析蛋白质之间的相互作用,Cytoscape v3.6.1软件进行可视化编辑,MCODE插件进行子网络模块分析,筛选出OA发生过程中的核心基因。最后根据关联性图谱(CMap)分析具有潜在治疗OA的小分子药物。结果:筛选出556个差异基因,其中上调252个,下调304个,这些差异基因主要参与细胞外基质组织、炎症反应、细胞黏附、免疫应答以及胶原结合等方面;KEGG通路分析发现差异基因主要参与细胞外基质受体相互作用,磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信号通路及破骨细胞分化;蛋白质相互作用发现白细胞介素-6(IL-6),JUN,血管内皮生长因子α(VEGFA),FOS,MYC和早期生长反应蛋白-1(EGR-1),转录激活因子-3(ATF-3)等关键基因;筛选出了一些潜在治疗OA的小分子药物,如石蒜碱和茴香霉素等。结论:所筛选的关键基因可能成为诊断OA的标志物或潜在治疗OA的靶点;筛选出来的小分子药物可作为治疗OA的关键药物进行研发。

miR-27b-3p调控SMAD1对骨肉瘤细胞增殖、迁移和侵袭作用的影响

目的寻找并验证miR-27b-3p和SMAD1的关系,探讨miR-27b-3p对骨肉瘤细胞增殖、侵袭、迁移作用的影响,为骨肉瘤靶向治疗提供理论依据。方法采用生物信息学方法预测候选靶基因;应用双荧光素酶报告实验确定miR-27b-3p和SMAD1靶向关系;采用qRT-PCR法选择SAOS-2骨肉瘤细胞系。采用miR-27b-3p转染SAOS-2细胞后,分为miR-27b-3p inhibitor组、空白对照组和阴性对照组。采用MTT、Transwell迁移和侵袭实验检测miR-27b-3p对SAOS-2细胞的影响;采用Western blotting法检测沉默miR-27b-3p后SMAD1的表达量。结果生物信息学检测显示,miR-27b-3p与SMAD1-UTR存在结合位点;双荧光素酶报告实验显示,miR-27b-3p inhibitor组SMAD1的表达量高于阴性对照组,差异有统计学意义(P<0.05),SMAD1是miR-27b-3p的靶基因。SAOS-2细胞MTT、Transwell迁移实验和侵袭实验结果均显示,miR-27b-3p inhibitor组与空白对照组和阴性对照组细胞数相比降低,差异有统计学意义(P<0.05),miR-27b-3p inhibitor组细胞的增殖、迁移和侵袭能力降低。miR-27b-3p inhibitor组与阴性对照组SMAD1蛋白表达量相比明显降低(P<0.05)。结论miR-27b-3p可以通过调控SMAD1的表达促进骨肉瘤细胞增殖、迁移和侵袭作用。miR-27b-3p可能在骨肉瘤细胞中起着促癌基因作用。

人工关节置换术的成本效益分析

[目的]通过分析人工关节置换术患者的费用,为合理控制医疗费用提供依据。[方法]采用回顾性调查研究的方法,对2013~2018年在石河子大学医学院第一附属医院骨科行"人工关节置换术"的849例患者住院期间的费用构成及术后疗效情况进行数据采集,并结合期间医保相关政策进行影响因子分析。[结果] 2013~2018年,人工关节置换术中全髋关节置换的人均住院总费用为56 119.75元,膝关节置换术为55 518.69元,股骨头置换为45784.22元;不同手术类别的总体费用构成情况相似,材料费、药费和手术费三者占比重最大,分别为49.53%、26.87%和11.56%。人工关节置换术患者总住院费用逐年上涨,其中材料费平均每年增加28.16%,药占比从2015年开始逐渐下降。影响住院总费用的主要因素是材料费占比、药占比、住院天数和不同的手术类别。[结论]在人工关节置换术的治疗效果无显著差异的情况下,控制人工关节假体的材料费及严格把控临床用药指针,规范住院流程是降低人工关节置换术住院费用的关键。