关键词:
钙化性肌腱病
PPP1R3A
肌腱细胞
成骨基因
Ca2+
离子通道
HuR
摘要:
研究目的
提出并研究PPP1R3A在CT形成中的作用机制,研究其下游作用通路,以及自身表达的上游调控因素。
通过临床样本、动物CT模型、肌腱细胞体外模型,三个层面研究PPP1R3A通过影响肌腱细胞Ca2+平衡和成骨基因表达,在CT中产生作用;证明PPP1R3A通过影响Piezo1/SERCA2的交互作用,是其影响CT的作用机制;证明其自身表达受Hu R靶向调节。
研究内容和方法
1.使用WB、PCR和IHC染色等方法检测钙化性肌腱炎病例标本中PPP1R3A的表达,分析其与CT的相关性。对既往已发表的文献,进行二次数据分析;回顾既往的临床病例,进行临床病理样本收集,检测PPP1R3A表达,研究其与CT的关系;
2.在动物CT模型中,使用免疫荧光、WB、PCR等方法,研究PPP1R3A对成骨和Ca2+的影响。在体内实验层面研究PPP1R3A在CT形成中的作用;
3.在体外培养的肌腱细胞中,使用流式细胞仪检测、诱导成脂、成骨、ALP、油红O染色等方法,研究PPP1R3A对肌腱细胞成骨和Ca2+影响,明确其与CT形成中的作用;
4.在体外培养的肌腱细胞模型中,使用病毒转染、免疫共沉淀等方法,研究PPP1R3A对Piezo1/SERCA2活性的调控,研究PPP1R3A对下游离子通道的作用,明确PPP1R3A在CT形成中的作用靶点;
5.在体外培养的肌腱细胞模型中,使用免疫共沉淀、双荧光素酶等方法,研究m RNA结合蛋白Hu R对PPP1R3A m RNA的调节,调控其表达在CT的作用。明确PPP1R3A在CT形成中的上游调控机制。
研究结果
1、临床肌腱病样本中,PPP1R3A的m RNA和蛋白表达均有降低;
2、体外使用Ⅰ型胶原酶诱导的大鼠钙化性肌腱病模型中,PPP1R3A过表达能够改善CT的组织结构,减少骨、软骨形成;增加成腱基因的表达,降低成骨基因表达;
3、PPP1R3A的过表达能够促进体外肌腱细胞的增殖和生长,而敲除则能够降低肌腱细胞的增殖;PPP1R3A过表达后,肌腱细胞ALP(碱性磷酸酶)和ARS(茜素红)染色减少,PPP1R3A敲除后相应表达增加;PPP1R3A过表达,细胞内Ca2+减少,而敲除PPP1R3A后,出现Ca2+沉积;
4、CT动物模型中,SERCA2表达量下降,而Piezo1表达量上升;而在PPP1R3A过表达之后,SECRA2的表达量上升,而Piezo1的表达量下降;过表达PPP1R3A使SECRA2蛋白表达增加,敲除PPP1R3A使SECRA2蛋白表达减少;PPP1R3A对Piezo1蛋白的影响与SERCA2趋势完全相反;无论PPP1R3A过表达或敲除,都能够影响SECRA2和Piezo1蛋白之间形成免疫复合体;SERCA2-OE和si Piezo1,均显著减少了si PPP1R3A对成骨基因表达的影响;
5、si Hu R同时影响PPP1R3A m RNA的表达量和蛋白质的合成;Hu R与PPP1R3A m RNA相结合形成RNA-protein复合体;Hu R能与PPP1R3A m RNA的3’-UTR端结合;双荧光素酶报告实验中,si Hu R之后PPP1R3A m RNA的3’-UTR端荧光素酶活性下降;
结论:
1、PPP1R3A在钙化性肌腱病中表达下调;
2、大鼠CT模型中,PPP1R3A的过表达促进了细胞外基质的合成,减少肌腱内的成软骨化生和成骨作用,有利于减轻CT的病理变化,对CT中的肌腱起到保护作用;
3、PPP1R3A是通过抑制大鼠肌腱细胞的成骨分化、减少肌腱细胞内Ca2+沉积而产生作用;
4、PPP1R3A能够通过影响Piezo1/SERCA2表达,减轻Ca2+在细胞内的沉积,从而在CT形成过程中产生了调控作用;
5、Hu R通过结合PPP1R3A m RNA的3’-UTR端,对其转录后翻译进行调控,从而参与CT的发病过程。