文献信息

中国科学院深圳先进技术研究院计算机辅助药物设计研究中心、人体组织与器官退行性研究中心，中国科学院深圳先进技术研究院药学院等单位的研究成果“miR-204 ameliorates osteoarthritis pain by inhibiting SP1-LRP1 signaling and blocking neuro-cartilage interaction(miR-204通过抑制SP1-LRP1信号传导和阻断神经-软骨相互作用来改善骨关节炎疼痛)在杂志《Bioactive Materials》(IF:18.9)上发表。平生公司的离体CT(VENUS)在论文中提供了重要的小鼠胫骨图像和定量分析。

该研究的通讯作者为陈棣教授，赵晓丽教授；第一作者是陆克博士，王清云硕士。

文献摘要

骨关节炎(OA)是一种伴有疼痛的退行性关节疾病，是老年人慢性残疾的主要原因。为了提高OA患者的生活质量，OA治疗的首要目标是减轻疼痛。在骨性关节炎进展过程中，在滑膜组织和关节软骨中观察到神经向内生长。这些异常的新生神经作为伤害感受器来检测OA疼痛信号。关节组织中骨关节炎疼痛向中枢神经系统(CNS)传递的分子机制目前尚不清楚。miR-204已被证明可以维持关节组织的稳态，并在OA发病过程中具有软骨保护作用。然而，miR-204在OA疼痛中的作用尚未确定。在这项研究中，作者研究了软骨细胞和神经细胞之间的相互作用，并评估了外泌体递送的miR-204在实验性OA小鼠模型中治疗OA疼痛的作用和机制。作者的研究结果表明，miR-204可以通过抑制SP1- LDL受体相关蛋白1 (LRP1)信号传导和阻断关节中神经-软骨相互作用来减轻OA疼痛。作者的研究确定了治疗OA疼痛的新分子靶点。

实验方法

Micro CT分析

获取小鼠骨组织后，右膝关节在4%甲醛中固定过夜，用PBS洗涤后进行CT扫描。作者使用VENUS Micro-CT扫描仪(平生医疗科技有限公司)，90kV电源和70μA电流对小鼠膝关节进行扫描，分辨率为10μm。每组的扫描图像在相同的阈值下进行评估，以允许每个样本的三维结构渲染。选择胫骨近端的生长板以下区域进行三维组织形态学分析，以确定皮质或软骨下骨密度(BMD)、骨表面积和骨体积的比值(%，BV/TV)、骨小梁数量(Tb.N.)、骨小梁分离度(Tb.Sp.)和骨小梁厚度(Tb.Th.)。

实验结果

μCT分析显示，与PBS和EMs处理的DMM小鼠相比，EMs^miR-204处理的DMM小鼠的骨小梁厚度减少了约25%(图6A和B)，DMM小鼠软骨下骨密度(BM)、骨表面积和骨体积的比值(%，BV/TV)、骨小梁数(Tb.N.)和骨小梁分离度(Tb.Sp)与EMs^miR-204处理的DMM小鼠无统计学差异。为了进一步研究EMs^miR-204是否保护骨性关节炎的软骨退化，作者进行了Safranin O/Fast Green染色，发现DMM手术后关节软骨存在严重缺陷，OARSI评分(骨性关节炎的半定量指标)增加。而EMs^miR-204治疗显著缓解了DMM诱导的OA小鼠的软骨退化，与未接受EMs^miR-204治疗的DMM小鼠相比，OARSI评分降低了66%(图C和D)。

图6所示 EMs^miR−204可减轻DMM诱导的OA小鼠软骨退化。(A和B)假手术组与PBS DMM老鼠或EMs 或EMs^miR−204治疗μCT代表图像(A)和小梁厚度量化(B)(n=3)。(C和D)代表红色染料O-Fast绿色染色表示组织形态学变化(C)和OARSI分数(D)在假手术组或DMM小鼠，用PBS或EMs或EMs^miR−204治疗(n=3)。

文献结论

在这项研究中，作者测试了EMs递送miR-204用于OA治疗。在未来，作者将测试更多的递送材料，并进行横断面比较，以确定一种更安全、更有效的miR-204载体用于OA治疗。综上所述，作者的研究结果表明，EMs可能是递送miR-204用于OA治疗的潜在载体，miR-204缓解OA疼痛的机制是抑制SP1-LRP1信号。本研究为OA疼痛的治疗提供了新的药物靶点。

使用设备

                                                     Micro CT（型号：VENUS）（平生医疗科技）

                                                             影像软件：Avatar（平生医疗科技）