Sfrp4通过抑制Wnt通路调控关节软骨及软骨下骨发挥抗骨关节炎作用的机制研究
批准号:
82102601
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:
陈琨
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:
陈琨
中文摘要
临床上迫切需要可以逆转骨关节炎(OA)病理过程的药物。Wnt信号通路与OA病情进展密切相关,以Wnt通路抑制剂为靶点寻找治疗OA的药物是当前研究的热点。分泌型卷曲蛋白4(Sfrp4)可以与Wnt蛋白直接结合,从而抑制Wnt通路。申请人首次发现Sfrp4可以通过抑制Ror2/Jnk非经典Wnt通路抑制破骨细胞骨吸收,调控皮质骨厚度。但是,Sfrp4与OA治疗的关系,迄今国内外尚无报道。预实验结果显示,OA软骨中Sfrp4表达量明显降低。同时,Sfrp4可以缓解IL-1β引起的软骨细胞凋亡和基质降解,减少OA软骨下骨的骨量流失。且Sfrp4能够抑制软骨细胞中的Wnt通路。据此我们推测,Sfrp4可以通过抑制Wnt信号通路调控关节软骨与软骨下骨,从而发挥抗OA作用。本课题拟在分子、细胞、动物整体水平阐明Sfrp4蛋白在OA治疗中的作用及其分子机制。项目的成功实施将为OA治疗提供新的思路和方法。
英文摘要
There is an urgent need for disease-modifying osteoarthritis (OA) drug in clinic. Considering that Wnt signaling is closely related to the progression of OA, Wnt inhibitors have become one of the promising new targets for treating OA. Secreted Frizzled Related Protein 4 (Sfrp4) is known as a kind of Wnt inhibitors that could bind directly to the Wnt ligands and inhibit Wnt signaling pathway. Our previous work has shown that Sfrp4 repression of the Ror2/Jnk non-canonical Wnt signaling could inhibit osteoclast bone resorption function and ensure normal cortical bone thickness. However, the function of Sfrp4 in OA treatment remains unknown. Our preliminary data suggested that the expression of Sfrp4 decreased dramatically in OA chondrocytes. Meanwhile, Sfrp4 could alleviate IL-1β induced chondrocytes apoptosis ,reduce cartilage degradation and decrease the bone loss of OA subchondral bone. Moreover, Sfrp4 inhibited Wnt signaling in OA chondrocytes according to our preliminary experiments. Hereby, our hypothesis is that:” Sfrp4 repression of the Wnt signaling alleviates OA via targeting articular chondrocytes and subchondral bone”. Our project aims to explore the role of Sfrp4 in OA treatment. And the successful implementation of this project will produce new breakthroughs in the treatment of OA.
研究背景:.骨关节炎(OA)是全球范围内最常见的退行性关节疾病之一,其特征为软骨损伤、骨赘形成以及软骨下骨的病理性改变。OA不仅引发关节疼痛,显著降低患者的生活质量,还给社会带来了沉重的经济负担。当前临床上针对OA的早期治疗手段效果有限,晚期治疗则主要依赖于关节置换手术,但这无法根本解决OA的病理进程。因此,开发能够有效阻止甚至逆转OA病理进程的疾病改善骨关节药物成为当前研究的重点和难点。Wnt信号通路是OA研究中的重要靶点之一,多项研究提示了针对Wnt信号作为靶点治疗骨关节炎的应用前景。Sfrp4是Wnt信号通路的重要抑制因子,与多种骨代谢相关疾病密切相关。.研究内容:.本课题探究Sfrp4 蛋白对于OA的调控作用以及机制;进一步探讨关节软骨和软骨下骨作为统一整体在 OA 防治中的意义;在此基础上,进一步探索包括骨关节炎以及骨质疏松等在内的与衰老相关的骨疾病的防治措施。.重要结果、关键数据及其科学意义:.(1)Sfrp4蛋白在OA中的表达量减少:免疫组化结果显示,在OA的患者软骨中,Sfrp4蛋白的表达量明显低于正常软骨;同时在小鼠的DMM以及ACLT模型中,Sfrp4蛋白在OA组的表达量也明显低于正常对照组。这表明,Sfrp4蛋白与OA疾病密切相关,其表达量的降低可能是OA发生的影响因素。.(2)Sfrp4蛋白可以缓解OA的进展:在小鼠DMM以及ACLT模型中,给与外源性的Sfrp4蛋白,相比于对照组可以明显缓解OA的进展;另一方面,在sfrp4基因敲除小鼠中,OA明显比对照组小鼠严重。这从正反两个方面说明了,Sfrp4蛋白可以缓解OA的进展。.(3)Sfrp4蛋白可以通过调控关节软骨和软骨下骨来调控OA:针对关节软骨,sfrp4蛋白可以缓解IL-1b引起的软骨细胞凋亡,减轻相关的炎症因子的表达;针对软骨下骨,sfrp4蛋白可以有效减少OA引起的软骨下骨流失。以上数据说明Sfrp4蛋白对OA的缓解作用通过调控整个关节来实现。.(4)Sfrp4蛋白主要通过Wnt信号通路来调控OA:Sfrp4蛋白可以通过调控经典Wnt/B-catenin信号通路调控关节软骨,缓解其炎症反应;而在软骨下骨中,Sfrp4蛋白主要通过抑制非经典Wnt/Ror2/Jnk通路抑制了OA中的软骨下骨骨吸收。这阐明了Sfrp4蛋白缓解OA的分子机制,为后续将其应用于临床提供了理论依据。
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