CHI3L1拮抗IL-1β诱导髓核细胞炎症反应的机制研究

作者：王睿哲; 施强慧; 张子凡; 钟华建; 王云浩; 沈晓龙; 曹鹏; 陈华江; 徐辰; 袁文^*

来源：广州医科大学学报, 2021, 49(03): 6-12.

• 椎间盘退变
• 髓核细胞
• 白介素1β
• CHI3L1

目的:初步探究炎症相关分泌蛋白CHI3L1在椎间盘退变(IDD)中的作用及机制。方法:通过收集腰椎间盘突出症患者手术中的椎间盘样本作为退变组,同时收集腰椎外伤患者手术中的椎间盘样本作为对照组(根据Pfirrmann分级进行收集),通过免疫组化检测两组样本髓核细胞中CHI3L1的表达水平。在体外通过炎症因子IL-1β构建退变模型,利用质粒转染过表达或者siRNA干预CHI3L1的表达水平并检测髓核细胞基质代谢相关基因的表达水平变化。通过不同浓度的CHI3L1重组蛋白干预髓核细胞,并检测其在IL-1β诱导下对髓核退变的影响。利用Transwell实验验证CHI3L1对髓核细胞基质代谢的实际作用。结果:通过免疫组化检测发现CHI3L1主要表达于椎间盘的髓核区域,且正常髓核细胞均有表达,而退变髓核细胞表达显著上调。体外细胞实验显示,过表达CHI3L1后髓核细胞基质合成相关基因ACAN、COL2、CHSY的表达均显著高于对照组(均P<0.05),而炎症相关基因MMP1、MMP3、MMP13、ADAMTS4以及ADAMTS5的表达均显著低于对照组(均P<0.05)。干扰CHI3L1表达后结果出现明显反向变化(均P<0.05)。通过添加不同量CHI3L1的重组蛋白,炎症刺激下髓核细胞基质合成相关基因的表达随着剂量增加而逐渐上升,但其存在最大效应浓度。同时通过Transwell小室侵袭实验发现,过表达CHI3L1显著抑制了IL-1β致髓核细胞分泌降解细胞外基质因子的能力,使得穿膜细胞显著减少(P<0.05),而干扰CHI3L1后则出现相反结果(P<0.05)。结论:炎症相关基因CHI3L1具有髓核特异性,是在炎症刺激下上调的能够保护髓核细胞抵抗IL-1β的诱导退变作用的分泌性分子,具有保护椎间盘髓核细胞退变的作用。

• 单位
  中国人民解放军第二军医大学; 长征医院