基质刚度通过线粒体损伤促进软骨细胞凋亡在骨关节炎中的作用及机制

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作   者：

阚天佑;  于志锋;  严孟宁; 

作者机构：

上海交通大学医学院附属第九人民医院; 

期刊名称：

医用生物力学

i s s n：

1004-7220

年卷期：

2024 年 39 卷 0S1 期

页   码：

11

摘   要：

目的 通过体内外实验,探索在骨关节炎进展过程中软骨细胞线粒体功能及软骨细胞凋亡的变化规律;探讨基质刚度变化引起线粒体损伤的始动因素及其在骨关节炎中的作用,进而调控组蛋白甲基化影响骨关节炎进展的机制。方法 测量膝骨关节炎胫骨平台软骨临床标本不同区域表层软骨组织刚度,利用透射电镜观察OA软骨临床标本的线粒体数量、分布和形态,评估OA软骨临床标本线粒体损伤程度。构建不同基质刚度细胞二维培养模型,检测不同基质刚度对ATDC5软骨细胞的影响及组蛋白甲基化修饰的影响。结果 软骨磨损程度骨的区域软骨细胞线粒体出现显著的损伤改变(肿胀、嵴减少或消失)。基质硬化软骨细胞的线粒体发生功能障碍(线粒体膜电位降低)以及细胞凋亡。过载力学刺激使得内质网与线粒体接触增加,同时导致线粒体活性氧增多、膜电位降低以及线粒体通透性转换孔开放。H3K27me3与Mmp13和Bcl2-Associated X的蛋白质启动子存在结合, H3K27me3发生去甲基化使得Mmp13和Bax转录激活促进OA进展。结论 软骨基质刚度增加与软骨细胞线粒体损伤伴随骨关节炎出现,且与OA严重程度呈正相关。基质刚度增加通过ATDC5软骨细胞受损的线粒体m PTP开放上调了Phf8,诱导H3K27me3去甲基化,H3K27me3可结合在Mmp13和Bax启动子上。