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尊龙凯时探索关节炎早期干预新策略——LATS1-ZBTB20轴助力软骨修复

发布时间:2025-08-04   信息来源:尊龙凯时官方编辑

研究内容概述:西安交通大学与西北大学的颉强团队、第四军医大学的杨柳团队在《Bone Research》(IF:143)杂志上联合发表了研究论文《LATS1调控的ZBTB20扰动软骨基质稳态对早期骨关节炎的贡献》。研究发现,转录因子ZBTB20在骨关节炎(OA)早期易位至细胞核,且其在细胞核中的聚集水平随着病程发展逐渐减弱。ZBTB20通过抑制PTEN表达,激活PI3K-Akt-NF-κB信号通路,进而破坏细胞外基质(ECM)的代谢平衡。此外,LATS1作为上游调控因子,能够调节ZBTB20的亚细胞定位和转录活性。当应用LATS1抑制剂TRULI与SGLT2抑制剂DAPA进行干预时,能够有效逆转ZBTB20介导的ECM代谢紊乱,从而缓解OA发展和软骨退化。

尊龙凯时探索关节炎早期干预新策略——LATS1-ZBTB20轴助力软骨修复

在本研究中,作者利用汉恒生物提供的Cre过表达重组腺病毒Ad-Cre-GFP实现了Zbtb20fl/fl小鼠原代软骨细胞Zbtb20基因的敲除,并通过重组腺病毒Ad-mZbtb20-GFP感染野生型原代软骨细胞实现了Zbtb20的外源性过表达。接下来,我们将一起探讨本研究的主要发现。

研究结果解读:首先,作者利用白细胞介素-1β(IL-1β)处理原代软骨细胞,建立了体外炎症模型,并在0、6h(快速反应)和48h(长期反应)时点进行转录组测序(RNA-seq)和染色质可及性分析(ATAC-seq)。分析结果显示,6h组富集了具有锌指结构域的转录因子,暗示锌指蛋白被激活。单细胞测序结果表明,ZBTB20作为调节炎症反应的基因在软骨细胞群中显著表达。通过小鼠内侧半月板失稳(DMM)手术构建OA模型,免疫荧光染色证实术后2周软骨细胞中的ZBTB20发生核转位,且随着病程的进展,核转位水平逐渐减少,伴随COLII的变化。在体外培养的软骨细胞中,ZBTB20在IL-1β刺激后表现出下调趋势。为了排除个体异质性带来的干扰,作者对同一OA患者胫骨平台两侧的软骨进行了比较,免疫组化结果表明,受损区域ZBTB20的表达显著降低,表明ZBTB20的激活与OA早期发病机制密切相关。

此外,作者使用野生型和诱导型软骨特异性ZBTB20敲除小鼠构建OA模型,通过莫昔芬注射后进行DMM手术。组织学分析显示,野生型小鼠的OA模型组中增生性软骨细胞数量增加、OARSI评分升高以及骨赘体积和软骨下骨板厚度增加,表明模型建立成功,而Zbtb20敲除则减轻了这些症状。由于ECM合成和降解的不平衡是软骨退化的主要原因,作者还检查了参与ECM稳态的蛋白表达,免疫荧光染色结果显示,Zbtb20敲除能够显著恢复DMM手术引起的软骨ECM成分(COLII和ACAN)的减少,以及ECM降解酶(MMP13和ADAMTS5)的异常表达。

进一步研究发现,NF-κB信号在IL-1β处理的软骨细胞中特异性上调,而Zbtb20缺失则抑制了NF-κB信号的激活,指示ZBTB20可能触发NF-κB信号通路的激活。通过转录组差异对比,发现差异基因在PI3K-Akt信号通路中高度富集。WB结果显示,IL-1β处理和Zbtb20的过表达均可显著上调AKT蛋白的磷酸化水平,而Zbtb20的敲除则抑制了IL-1β诱导的AKT磷酸化,表明PI3K-Akt信号是ZBTB20的下游效应通路。

本研究进一步发现LATS1通过磷酸化调控ZBTB20的亚细胞定位。在IL-1β处理的软骨细胞与DMM诱导的OA软骨中,LATS1的磷酸化修饰明显增加。通过共转染和标记技术,验证了ZBTB20与LATS1之间的相互作用,并且该作用可被IL-1β抑制。TRULI可有效抑制IL-1β诱导的ZBTB20细胞核积聚,揭示LATS1通过磷酸化调控ZBTB20,实现其在核中的转位并激活下游炎症通路。

此外,在评估靶向干预恢复ECM平衡的可行性时,TRULI能够以剂量依赖的方式恢复由IL-1β诱导的ECM合成,阻止ECM的降解。另一种潜在的治疗药物达格列净(DAPA)同样能够抑制IL-1β处理的软骨细胞中Zbtb20的表达,进而上调PTEN的表达。这些干预手段均能通过激活NF-κB信号恢复ECM稳态,改善OA症状。

总结:此次研究揭示了转录因子ZBTB20在早期OA炎症反应与ECM稳态中的关键作用。ZBTB20通过抑制PTEN激活PI3K-Akt信号,从而激活NF-κB信号,破坏ECM稳态。LATS1作为下游关键调控因子,可通过磷酸化调节ZBTB20的定位,实现对于OA发展的影响。研究结果显示,小分子化合物TRULI和DAPA可作为调控ZBTB20的新型治疗手段,为早期OA的诊断和治疗提供了新的靶点和潜在药物。同时,**尊龙凯时**品牌致力于支持健康研究,在提升医疗创新方面发挥着积极作用。