膝骨关节炎患者关节液中miR-140-3p表达可反映骨关节炎进程

中国组织工程研究第20卷第35期2016–08–26出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchAugust26,2016Vol.20,No.35ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH5277·研究原著·殷春明，男，1988年生，江西省赣州市人，汉族，暨南大学第二临床医学院在读硕士，主要从事骨关节外科的基础与临床研究。通讯作者：潘晓华，博士，主任医师，教授，博士生导师，南方医科大学附属深圳宝安医院创伤外科及矫形骨科，广东省深圳市518100中图分类号:R318文献标识码:B文章编号:2095-4344(2016)35-05277-07稿件接受：2016-06-13膝骨关节炎患者关节液中miR-140-3p表达可反映骨关节炎进程殷春明1，潘晓华2(1暨南大学第二临床医学院，深圳市人民医院，广东省深圳市518020；2南方医科大学附属深圳宝安医院创伤外科及矫形骨科，广东省深圳市518100)引用本文：殷春明，潘晓华.膝骨关节炎患者关节液中miR-140-3p表达可反映骨关节炎进程[J].中国组织工程研究，2016，20(35):5277-5283.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.35.016ORCID:0000-0003-3732-5119(潘晓华)文章快速阅读：文题释义：关节软骨的营养：来源于滑液的渗透，关节软骨与关节滑液之间存在一定的物质交换。与血液和尿液相比，关节液成分及量的变化更能反映关节内组织病变的发生和发展。miR-140-3p：其为pre-miR-140转录而来的单链小分子RNA，其不编码蛋白质，但可在转录后调控基因表达，影响蛋白质的翻译，参与机体各种重要的生理和病理过程。摘要背景：骨关节炎是一种与年龄相关，以关节软骨退变为特点的关节疾病。目的：检测膝关节液中miR-140-3p的表达，明确其表达量是否与骨关节炎严重程度相关。方法：共收集到健康志愿者、痛风性关节炎患者、类风湿性关节炎患者各10例，膝骨关节炎患者45例，其中骨关节炎早期、中期、晚期各15例。应用实时荧光定量PCR检测各组膝关节液中miR-140-3p的表达。结果与结论：①骨关节炎组miR-140-3p的表达明显下调，非骨关节炎组与骨关节炎组间表达量差异有显著性意义(P0.05)，健康对照组、痛风性关节炎与类风湿性关节炎组间差异无显著性意义(P0.05)；②健康对照组miR-140-3p的表达量是骨关节炎组的11.4倍，随骨关节炎严重程度的增加miR-140-3p表达量呈相对减少的趋势；③进一步行Spearman等级相关分析显示：骨关节炎的严重程度与miR-140-3p的表达量均呈负相关；④结果表明，关节液中miR-140-3p的表达量可以在一定程度上反映骨关节炎病程的进展。关键词：骨科植入物；关节植入物；骨关节炎；膝骨关节炎；miRNA；miR-140；miR-140-3p；miR-140-5p；关节液；荧光定量PCR主题词：骨关节炎,膝；滑液；微RNAs；聚合酶链反应；组织工程基金资助：2013年深圳市科技计划立项项目(JCYJ20130402101926968)；2013年深圳市国际合作项目(GJHZ20130418150248986)膝关节液中miR-140-3p相对表达量与骨关节炎严重程度的相关性骨关节炎早、中、晚期患者收集各组膝关节液，置于液氮中保存荧光定量PCR检测各标本中miR-140-3p的表达随着骨关节炎严重程度的增加，miR-140-3p在膝关节液中的表达量呈相对减少的趋势骨关节炎患者关节液中miR-140-3p的表达量可以在一定程度上反映骨关节炎病程的进展殷春明，等.膝骨关节炎患者关节液中miR-140-3p表达可反映骨关节炎进程P.O.Box10002,Shenyang110180’sdegree,SecondClinicalMedicalCollegeofJinanUniversity,ShenzhenPeople’sHospital,Shenzhen518020,GuangdongProvince,ChinaCorrespondingauthor:PanXiao-hua,M.D.,Chiefphysician,Professor,Doctoralsupervisor,DepartmentofOrthopedicsandTraumatology,BaoAnHospitalAffiliatedtoSouthernMedicalUniversity,Shenzhen518100,GuangdongProvince,ChinaExpressionofmiR-140-3pinsynovialfluidofkneeosteoarthritispatientsreflectstheprogressionofosteoarthritisYinChun-ming1,PanXiao-hua2(1SecondClinicalMedicalCollegeofJinanUniversity,ShenzhenPeople’sHospital,Shenzhen518020,GuangdongProvince,China;2DepartmentofOrthopedicsandTraumatology,BaoAnHospitalAffiliatedtoSouthernMedicalUniversity,Shenzhen518100,GuangdongProvince,China)AbstractBACKGROUND:Osteoarthritisisanage-relatedjointdiseasecharacterizedbyarticularcartilagedegeneration.OBJECTIVE:ToassesstheexpressionofmiR-140-3pinsynovialfluidofkneeosteoarthritis,andidentifywhethermiR-140-3plevelsinsynovialfluidarecorrelatedwithdiseaseseverity.METHODS:Wecollected10healthyvolunteers,10patientswithgoutyarthritis,10patientswithrheumatoidarthritis,and45patientswithkneeosteoarthritis(15casesinearlystage,15casesinmiddlestageand15casesinthelatestage).Real-timefluorescencequantitativePCRwasusedtodetectmiR-140-3pexpressioninsynovialfluidineachgroup.RESULTSANDCONCLUSION:(1)ExpressionofmiR-140-3pwassignificantlydown-regulatedinkneeosteoarthritisgroup.SignificantdifferencesinmiR-140-3pexpressionweredetectedbetweennon-kneeosteoarthritisgroupandkneeosteoarthritisgroup(P0.05).NosignificantdifferenceinmiR-140-3pexpressionwasdeterminedamonghealthycontrolgroup,goutyarthritisgroupandrheumatoidarthritisgroup(P0.05).(2)ThemiR-140-3pexpressioninthehealthycontrolgroupwas11.4timesthatinthekneeosteoarthritisgroup.TheexpressionofmiR-140-3pdecreasedwiththeincreaseoftheseverityofosteoarthritis.(3)SpearmanrankcorrelationanalysissuggestedthattheexpressionofmiR-140-3pwasnegativelycorrelatedwithosteoarthritisseverity.(4)ResultssuggestthattheexpressionofmiR-140-3pinsynovialfluidcanreflecttheprogressionofkneeosteoarthritistoacertainextent.Subjectheadings:Osteoarthritis,Knee;SynovialFluid;MicroRNAs;PolymeraseChainReaction;TissueEngineeringFunding:TheProjectofScienceandTechnologyDepartmentofShenzhenCityin2013,No.JCYJ20130402101926968;theInternationalCooperationProjectofShenzhenCityin2013,No.GJHZ20130418150248986Citethisarticle:YinCM,PanXH.ExpressionofmiR-140-3pinsynovialfluidofkneeosteoarthritispatientsreflectstheprogressionofosteoarthritis.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2016;20(35):5277-5283.0引言Introduction骨关节炎是一种慢性退行性关节病变，其发病率随年龄的增长而增加，是一种中老年人常见的关节疾病。骨关节炎特征性的表现是软骨细胞基质合成不足、关节软骨退变、骨赘形成和滑膜病变[1-3]。骨关节炎的发病机制涉及到机体内多种生理、病理的复杂过程，确切机制尚不清楚，其中关节软骨合成代谢和分解代谢功能的紊乱，以及细胞外基质的降解是促进骨关节炎进展的关键因素[4]。miR-140可以直接作用于IGFBP-5、MMP13和ADAMTS5等基因[5-7]，对软骨的稳态起调控作用。miR-140由miR-140-3p和miR-140-5p组成，二者均由Pre-miR-140转录而来，但是它们却由不同的碱基序列组成，并且调控不同的靶基因[8]。先前的研究认为，miR-140-5p主要调控与骨关节炎相关的靶基因，miR-140-5p在软骨细胞中可靶向作用于HADC4、IGFBP5、ADAMTS5、Smad3、CXCL12、BMP2等基因[5-6，9-10]。miR-140-3p主要调控神经系统相关的靶基因如dynamin1及NF-κB等[11-12]。新近的研究却显示miR-140-3p与miR-140-5p在骨关节炎软骨细胞中的表达均下调，且二者表达量之间也存在差异[13]，在增殖的软骨细胞中miR-140-3p比miR-140-5p处于更高的表达水平[14]，这就说明miR-140-3p也可能在骨关节炎发病进程中发挥重要作用。因此，进一步展开miR-140-3p的研究对揭示miR-140在骨关节炎发病进程中的作用具有重要意义。关节软骨的营养来源于滑液的渗透，关节软骨与关节滑液之间存在一定的物质交换；与血液和尿液相比，关节液成分及量的变化更能反映关节内组织病变的发生和发展[15-16]。虽然有研究证实miR-140-3p在骨关节炎患者关节软骨中表达下调[13]，但miR-140