有關嗜酸性粒細胞刺激顳下頜關節骨性關節炎消退的特征和機制研究
文獻信息
福建醫科大學福建省口腔疾病重點實驗室&福建省口腔生物材料工程研究中心、福建大學口腔醫學院口腔醫院重點實驗室等團隊的研究成果“Eosinophils-Induced Lumican Secretion by Synovial Fibroblasts Alleviates Cartilage Degradation via the TGF-𝜷 Pathway Mediated by Anxa1 Binding”（滑膜成纖維細胞誘導嗜酸性粒細胞分泌光蛋白聚糖，通過膜聯蛋白A1結合介導的TGF-𝜷途徑緩解軟骨降解）在學術期刊《Advanced Science》（IF：14.3）上發表。平生公司的離活一體CT（NEMO）在論文中提供了重要的大鼠髁突圖像和定量分析結果。
該論文的通訊作者為陳江教授，第一作者為陳文倩。
文獻摘要
先天免疫反應在顳下頜關節骨性關節炎（TMJOA）的進展中至關重要。然而，嗜酸性粒細胞在TMJOA中的作用尚不清楚，這強調了進一步研究其潛在影響和機制的必要性。針對健康個體滑液中嗜酸性粒細胞數量高于TMJOA患者的臨床觀察，探索了使用卵清蛋白（OVA）誘導的高嗜酸性粒細胞哮喘大鼠對TMJOA的重要調節，并建立了體內抗體介導的嗜酸性粒細胞耗竭大鼠模型，以及體外滑膜成纖維細胞、軟骨細胞和嗜酸性粒細胞的共培養系統。OVA誘導的哮喘TMJOA大鼠的滑膜異常增殖、軟骨降解和軟骨下骨侵蝕得到了有效抑制，表現為滑膜中嗜酸性粒細胞的局部積聚。相反，在接受TRFK治療的大鼠中，滑膜嗜酸性粒細胞的減少加劇了TMJOA。從機制上講，嗜酸性粒細胞對TMJOA的保護作用歸因于它們促進滑膜中光蛋白聚糖的分泌，光蛋白聚糖與軟骨細胞中的膜聯蛋白A1結合，抑制轉化生長因子𝜷2和Smad2/3磷酸化。這些結果說明了OVA/IL-5誘導的嗜酸性粒細胞在TMJOA中的關鍵作用，將光蛋白聚糖確定為關鍵的抗TMJOA靶點。總的來說，這些發現揭示了嗜酸性粒細胞刺激TMJOA消退的特征和機制。
實驗方法
動物實驗
6周大的雄性SD大鼠，將其隨機分配到不同的組。大鼠被關在12小時的光/暗循環中，不受限制地獲得食物和水。為了建立卵清蛋白誘導的高嗜酸性粒細胞增多大鼠模型，1 ml含有10 mg卵清蛋白和20 mg氫氧化鋁（Al(OH)3）通過腹腔注射給藥以致敏。在第15天，將大鼠暴露于誘導室中的2%卵清蛋白氣霧劑中，每天一次，持續7天，以誘導哮喘。本研究中的TMJOA模型是使用碘乙酰鈉（MIA）通過注射于顳下頜關節（TMJ）的關節上腔建立的，這是一種模仿臨床實踐的程序。將大鼠放置在下頜切牙輕輕向下壓的位置，以實現被動最大張口度。注射部位位于外耳前方約5mm處，顴弓上方，通過觸診耳前皮膚最凹陷處的髁突和關節窩得到證實。將針向前上方內側插入2-5mm的深度，感覺到骨阻力。確認無誤吸后，將50μL 1mg碘乙酰鈉溶液緩慢注射到TMJ腔內，然后輕輕按摩至完全消失。
顯微計算機斷層掃描（μCT）分析
采集的髁突標本通過顯微CT儀器（NEMO Micro CT，NMC-200，平生醫療科技有限公司）進行掃描，并使用軟件Avatar3（平生醫療科技有限公司）進行分析，包括3D重建和橫截面評估。掃描參數設置為70 kV電壓、200μA電流和高分辨率掃描協議。使用Cruiser軟件采集圖像，并用Avatar系統重建分析圖像。在髁突軟骨下骨下方0.5mm處選擇三個立方體感興趣區域（每個0.5×0.5×0.5mm3）。在這些區域，計算了關鍵參數，包括骨體積分數（BV/TV）、骨小梁間距（Tb.Sp，mm）、骨小梁厚度（Tb.Th，mm），骨礦物質密度（BMD）和結構模型指數（SMI）、組織礦物質含量（Tb.TMC，mg）、骨表面積與體積比（Tb.BS/TV，1/mm）和各向異性程度（DA）。
實驗結果
進行顯微CT掃描，從三維反映髁突軟骨下骨的形態變化。
3D重建圖像顯示，與假手術組相比，MIA組的髁突高度顯著降低，表面凹陷和骨破壞增加。OVA治療后，與MIA組相比，OVA+MIA組的骨高度顯著恢復，皮質連續性也有所恢復（圖3a）。結果顯示，MIA組的骨小梁厚度（Tb.Th）和骨密度明顯低于Sham組（圖3a），骨小梁間距（Tb.Sp）增加。在OVA+MIA組中。與MIA組相比，Th增加了36%±8.5%，骨密度增加了3.6%±1.0%（圖3a）。
圖3 OVA誘導的嗜酸性粒細胞增多性哮喘減少了TMJOA引起的軟骨下骨破壞。a通過微型計算機斷層掃描對樣本進行水平、矢狀和3D重建，并使用微型CT對與骨惡化相關的參數進行統計分析。
顯微CT分析顯示，與OVA+MIA+IgG組相比，OVA+MIA+TRFK組的軟骨下骨損傷和小梁重塑更為嚴重。關鍵的骨微結構參數進一步證實了這種惡化。具體來說，BV/TV和Tb.Th分別代表骨體積占總體積的比例和骨小梁的厚度顯著降低，表明骨大量丟失和結構減弱。組織礦物質含量（TMC）反映了礦化骨含量（以毫克為單位），TRFK組的組織礦物質含量也較低，進一步證實了礦化和骨質量受損。結構模型指數（SMI）表明，小梁結構從板狀轉變為桿狀，表明結構完整性和承載能力降低（圖4e）。
圖4 嗜酸性粒細胞耗竭導致TMJOA癥狀惡化。e） 通過微型計算機斷層掃描和BV/TV、Tb的統計分析對樣本進行水平、矢狀和3D重建。BV/TV、Tb.Th，Tb.TMC和SMI。
使用結論
總之,作者的研究結果表明，嗜酸性粒細胞代表了先天免疫系統和緩解TMJOA之間一種以前被低估的關鍵聯系。光蛋白聚糖通過與軟骨細胞表面的Anxa1受體結合來發揮其作用，從而抑制TGF𝛽2/Smad2/3軸，該軸在減緩軟骨降解中起著關鍵作用。靶向Lumican/TGF𝛽2/Smad2/3軸，重點關注Anxa1作為光蛋白聚糖抑制該通路的關鍵介質，可能為TMJOA緩解提供治療策略，突出其在減緩疾病進展方面的重要作用。
使用設備
Micro CT (型號：NEMO) (平生醫療科技)
影像軟件：Avatar（平生醫療科技）
