MMP13和LRP1在大骨节病患者关节软骨细胞自噬功能异常中的作用及机制研究

目的探讨基质金属蛋白酶13(MMP13)和低密度脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)对大骨节病患者关节软骨细胞自噬功能的影响。方法自陕西省地方病防治研究所获取4例大骨节病患者和4例对照受试者的关节软骨样本,采用免疫组织化学(IHC)法检测软骨组织中MMP13和LRP1的表达水平;体外提取并培养软骨细胞,分别采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和蛋白免疫印迹(WB)法检测软骨细胞LRP1以及自噬相关基因[自噬基因Beclin1(BECN1)、微管相关蛋白1轻链3(LC3)],软骨损伤相关基因[MMP13、半胱氨酸蛋白酶3(CASP3)],软骨细胞分化相关基因[Ⅱ型胶原α1链(COL2A1)、Y染色体性别决定区-盒转录因子9(SOX9)]的mRNA和蛋白表达水平。另提取3例大骨节病患者膝关节样本的软骨细胞,采用RNA干扰(RNAi)技术进行MMP13基因沉默实验,并采用qRT-PCR和WB法检测上述基因mRNA和蛋白表达水平。此外,采用LRP1的拮抗剂受体相关蛋白(RAP)对人正常软骨细胞(C28/I2细胞)中LRP1进行封闭,并采用qRT-PCR和WB法检测软骨细胞LRP1、自噬、分化和软骨损伤相关基因的mRNA和蛋白表达水平。结果IHC结果显示,大骨节病患者软骨组织表、中、深层的MMP13表达水平(1.67±0.21、0.59±0.15、0.51±0.12)均显著高于对照受试者(0.25±0.03、0.26±0.04、0.06±0.01),差异均有统计学意义(t=-11.38,P<0.001;t=-3.82、-6.26,P=0.019、0.003);LRP1表达水平(0.10±0.02、0.03±0.01、0.17±0.03)均显著低于对照受试者(1.63±0.40、0.44±0.12、0.34±0.08),差异均有统计学意义(t=6.61、5.61、3.64,P=0.003、0.005、0.022)。大骨节病患者软骨细胞中MMP13、CASP3、SOX9的mRNA和蛋白表达水平均显著高于对照受试者,差异均有统计学意义(均P<0.05);LRP1、LC3、COL2A1的mRNA表达水平均显著低于对照受试者,差异均有统计学意义(均P<0.05)。在大骨节病患者软骨细胞中沉默MMP13基因后,LRP1、BECN1、LC3、CASP3、COL2A1和SOX9的mRNA和蛋白表达水平均无显著变化(均P>0.05)。采用RAP封闭LRP1后,软骨细胞LRP1、BECN1、LC3、MMP13、COL2A1和SOX9的蛋白表达水平均明显低于对照组(均P<0.05)。结论MMP13与大骨节病患者关节软骨细胞的自噬异常无直接联系;封闭LRP1后软骨细胞自噬相关基因BECN1、LC3的表达降低。