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CircNPHP4通过miR-556-5p靶向NLRP3炎症小体调控终板软骨退变在腰椎Modic改变中的作用及机制研究

批准号:
82102599
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
封志云
依托单位:
学科分类:
骨、关节、软组织退行性病变
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
封志云

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
腰椎Modic改变与腰痛密切相关,但其病理机制尚未完全明确。研究提示终板软骨退变与Modic改变密切相关。申请人前期研究发现,NLRP3炎症小体介导的终板软骨退变是引起Modic改变的关键因素;高通量测序和实验表明退变的终板软骨内高表达circNPHP4,且可与miR-556-5p互作,调控NLRP3的表达和活化。因此申请人提出假设:circNPHP4通过内源竞争RNA(ceRNA)机制抑制miR-556-5p与NLRP3结合,活化NLRP3炎症小体,进而促进终板软骨退变,最终引发Modic改变。本项目拟从临床组织、细胞、及动物水平,揭示NLRP3炎症小体介导的终板软骨退变在Modic改变中的作用;阐明circNPHP4/miR-556-5p对NLRP3的ceRNA调控机制。本项目将从circRNA这个新视角探讨NLRP3介导的终板软骨退变在Modic改变中的机制,为腰痛的诊疗提供新思路。
英文摘要
Modic changes are thought to be an important pathogenesis of back pain,while its pathogenesis is unclear. Our previous data have suggested that cartilaginous endplate degeneration was the key contributor to Modic changes accompanied with abnormal elevated activation of NLRP3 inflammasome, as well in oxidative stress-induced chondrocyte in vitro where NLRP3 activation was highly associated with elevated inflammation. RNA sequencing and bioinformatics analysis revealed that the upregulated expression level of circNPHP4 in cartilaginous endplate with Modic changes, and associated with NLRP3 inflammasome activation. Luciferase reporter assay suggested that circNPHP4 and miR-556-5p might be involved in the regulation of NLRP3 expression. Emerging evidence shows that there is an interactive relationship between miRNAs and circRNAs, referred to as ceRNA (competing endogenous RNA) mechanism. Therefore, we hypothesize that upregulated circNPHP4 could inhibit miR-556-5p through ceRNA mechanism, and further promotes NLRP3 expression and activation. Furthermore, the upregulated and activated NLRP3 inflammasome accelerates the degeneration of cartilaginous endplate and promotes the presence of Modic changes. The present project aims to clarify the molecular mechanism of circNPHP4/miR-556-5p in regulating NLRP3 expression through clinical tissue investigation, cell experiments, and animal examination, so as to provide new insights for treatment of Modic changes related back pain.
研究表明,氧化应激是引起组织退变的重要因素,其在软骨退变中发挥重要作用,但机制不明。CircRNA在氧化应激损伤中扮演重要角色,但在终板软骨退变中的较少涉及。本研究重点关注氧化应激导致的终板软骨退变中CircRNA的作用及其机制。.本研究首先用叔丁基过氧化氢(TBHP)诱导软骨细胞氧化应激,及软骨细胞的退变表型,并测序鉴定差异表达的CircRNAs,验证和筛选出CircArhgap21为靶基因。随后,在氧化条件下,检测CircArhgap21在终板软骨细胞中的功能效应。生物信息学预测CircArhgap21下游的miRNAs,通过进一步的定量PCR验证和筛选,确定miR-23b为靶基因。使用RNA pull-down、荧光素酶报告基因分析及荧光原位杂交确认CircArhgap21和miR-23b之间以及miR-23b和靶蛋白A20之间的相互结合,其次,用功能实验及回复实验确认两者的相互作用。最后,在大鼠中建立Modic改变动物模型,并通过磁共振成像、组织学染色及免疫组化等实验评估CircArhgap21在终板软骨退变中的治疗作用。.测序结果表明CircArhgap21在氧化应激的软骨细胞显著下调,且定量PCR证实它在氧化应激的软骨细胞和伴有Modic改变的退变终板软骨中显著下调。CircArhgap21的下调与软骨细胞凋亡增加以及合成代谢和分解代谢过程。此外,CircArhgap21作为miR-23b的分子海绵,通过靶向锌指蛋白A20在软骨细胞中发挥作用。荧光素酶报告基因分析和荧光原位杂交证实了CircArhgap21和miR-23b之间以及miR-23b和A20之间的相互结合。动物实验证实,腺相关病毒载体的CircArhgap21可以减轻Modic改变大鼠模型椎体的终板软骨分解代谢及凋亡,减轻软骨的退变程度,降低椎体的信号强度。.本研究发现了CircArhgap21在氧化应激下终板软骨退变中的关键作用。CircArhgap21可通过miR-23b/A20轴抑制终板软骨细胞凋亡,并调节软骨细胞的分解和合成代谢。CircArhgap21可以减轻Modic改变动物模型的终板软骨退变,为Modic改变相关的腰痛的治疗提供新策略。
电荷翻转纳米颗粒凝胶包裹 CY-09 穿透椎间 盘髓核修复终板软骨的研究
  • 批准号:
    TGY24H060009
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    封志云
  • 依托单位:
国内基金
海外基金