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SPI1调控RARA对骨关节炎小鼠关节软骨退变的作用

莫顶峰,  李宝军,  彭科武,  祖欢,  曹斌

莫顶峰, 李宝军, 彭科武, 祖欢, 曹斌. SPI1调控RARA对骨关节炎小鼠关节软骨退变的作用[J]. 昆明医科大学学报.
引用本文: 莫顶峰, 李宝军, 彭科武, 祖欢, 曹斌. SPI1调控RARA对骨关节炎小鼠关节软骨退变的作用[J]. 昆明医科大学学报.
Dingfeng MO, Baojun LI, Kewu PENG, Huan ZU, Bin CAO. SPI1 Regulates RARA to Alleviate Articular Cartilage Degeneration in Osteoarthritis Mice[J]. Journal of Kunming Medical University.
Citation: Dingfeng MO, Baojun LI, Kewu PENG, Huan ZU, Bin CAO. SPI1 Regulates RARA to Alleviate Articular Cartilage Degeneration in Osteoarthritis Mice[J]. Journal of Kunming Medical University.

SPI1调控RARA对骨关节炎小鼠关节软骨退变的作用

基金项目: 长沙市自然科学基金(kq2502049);湖南中医药大学校院联合基金(2024XYLH228)
详细信息
    作者简介:

    莫顶峰(1982~),男,湖南邵东人,医学硕士,主治医师,主要从事骨关节运动损伤的修复与重建工作

    通讯作者:

    曹斌,E-mail:846273599@qq.com

  • 中图分类号: R684.3

SPI1 Regulates RARA to Alleviate Articular Cartilage Degeneration in Osteoarthritis Mice

  • 摘要:   目的  探讨Spi-1原癌基因(Spi-1 proto-oncogene,SPI1)通过调控视黄酸受体α(retinoic acid receptor alpha,RARA)表达对骨关节炎(osteoarthritis,OA)小鼠软骨的作用并阐明具体调控机制。  方法  IL-1β诱导人软骨细胞构建OA细胞模型,并在细胞中转染pcDNA-NC、pcDNA-SPI1和pcDNA-RARA,通过Western blot检测SPI1、RARA、MMP3、ADAMTS5、MMP13和COL2A1蛋白,ELISA检测TNF-α和IL-6水平,流式细胞术检测细胞凋亡率。内侧半月板失稳术(destabilized medial meniscus,DMM)法诱导OA小鼠模型,并注射过表达SPI1的腺相关病毒,通过苏木精-伊红染色、番红固绿染色、免疫组织化学染色、Western blot和ELISA实验评估SPI1表达对OA小鼠软骨的作用。通过双荧光素酶报告基因实验、染色质免疫沉淀和Western blot实验验证SPI1与RARA的作用关系。  结果  SPI1和RARA在IL-1β诱导的软骨细胞和OA小鼠中表达降低(P < 0.001),过表达SPI1或过表达RARA可抑制IL-1β诱导的MMP3、ADAMTS5、MMP13表达(P < 0.001)、细胞凋亡(P < 0.001)和细胞因子TNF-α和IL-6水平(P < 0.001),促进COL2A1表达(P < 0.001)。同时过表达SPI1和RARA可进一步增加过表达RARA对IL-1β诱导软骨细胞的作用(P < 0.001)。机制研究表明,SPI1可作为转录因子与RARA启动子结合并促进RARA转录。动物研究表明,过表达SPI1可缓解DMM诱导的小鼠关节软骨损伤,抑制炎症反应(P < 0.001)。  结论  过表达SPI1通过促进RARA表达,减轻软骨细胞损伤从而缓解小鼠OA。
  • 图  1  SPI1过表达缓解IL-1β诱导的软骨细胞损伤($\bar x \pm s $,n = 3)

    A:RT-qPCR检测不同浓度IL-1β处理对细胞中SPI1 mRNA表达的影响;B~C:Western blot检测不同浓度IL-1β处理对细胞中SPI1蛋白表达的影响;D~E:转染pcDNA-SPI1对SPI1蛋白表达的影响;F~J:过表达SPI1对细胞中的MMP3、ADAMTS5、MMP13和COL2A1蛋白表达的作用;K~L:ELISA检测细胞上清液中TNF-α和IL-6浓度;M~N:Annexin V-FITC/PI试剂盒检测软骨细胞凋亡率;与NC组比较,**P < 0.01,***P < 0.001;与IL-1β+pcDNA-NC组比较,ΔΔΔP < 0.001。

    Figure  1.  Overexpression of SPI1 alleviates IL-1β-induced chondrocyte injury ($\bar x \pm s $,n = 3)

    图  2  SPI1调控RARA转录($\bar x \pm s $,n = 3)

    A:JASPAR数据库预测与RARA结合的SPI1碱基序列;B:Western blot检测软骨细胞中RARA蛋白表达;与NC组比较,***P < 0.001;与IL-1β+pcDNA-NC组比较,ΔΔΔP < 0.001;C:双荧光素酶报告基因实验检测荧光素酶活性;与pcDNA-NC组比较,***P < 0.001;D:ChIP-qPCR实验检测SPI1与RARA启动子结合情况;与IgG组相比,***P < 0.001。

    Figure  2.  SPI1 regulates RARA transcription ($\bar x \pm s $,n = 3)

    图  3  SPI1通过RARA调节IL-1β诱导的软骨细胞损伤($\bar x \pm s $,n = 3)

    A~C:Western blot检测转染pcDNA-RARA和pcDNA-SPI1对RARA和SPI1蛋白表达的影响;与NC组比较,***P < 0.001;与IL-1β+pcDNA-NC组比较,ΔΔΔP < 0.001;与IL-1β+pcDNA-RARA组比较,▲▲▲P < 0.001;D~H:Western blot检测过表达RARA和SPI1对MMP3、ADAMTS5、MMP13和COL2A1蛋白表达的作用;I~J:ELISA试剂盒检测过表达RARA和SPI1对促炎细胞因子TNF-α和IL-6的作用;K~L:Annexin V-FITC/PI试剂盒检测过表达RARA和SPI1对细胞凋亡的影响;与IL-1β+pcDNA-NC组比较,**P < 0.01,***P < 0.001;与IL-1β+pcDNA-RARA组比较,ΔΔP < 0.01,ΔΔΔP < 0.001。

    Figure  3.  SPI1 modulates IL-1β-induced chondrocyte injury via RARA ($\bar x \pm s $,n = 3)

    图  4  SPI1过表达缓解OA小鼠软骨退变($\bar x \pm s $,n = 6)

    A~B:小鼠关节软骨HE染色及OARSI评分;C:关节软骨番红固绿染色;D~G:IHC染色检测关节软骨中MMP3和COL2A1阳性细胞比例及统计结果;与sham组比较,***P < 0.001;与DMM+AAV-NC组比较,ΔΔΔP < 0.001。

    Figure  4.  Overexpression of SPI1 alleviates cartilage degeneration in OA mice ($\bar x \pm s $,n = 6)

    图  5  过表达SPI1通过上调RARA缓解OA小鼠软骨退变($\bar x \pm s $,n = 6)

    A~E:Western blot检测小鼠关节软骨中的MMP3、ADAMTS5、MMP13和COL2A1蛋白表达及定量分析;F~H:Western blot检测关节软骨中的SPI1和RARA蛋白表达及定量分析;I~J:ELISA检测关节软骨中的TNF-α和IL-6水平;与sham组比较,***P < 0.001;与DMM+AAV-NC组比较,ΔΔΔP < 0.001。

    Figure  5.  Overexpression of SPI1 alleviates cartilage degeneration in OA mice by upregulating RARA ($\bar x \pm s $,n = 6)

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  • 收稿日期:  2026-03-18

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