Ann Rheum Dis: Tenascin-C có thể thúc đẩy sự hình thành xương mới ở giai đoạn cuối của bệnh viêm cột sống dính khớp bằng cách kích hoạt tín hiệu Hippo

Viêm cột sống dính khớp (AS) là một bệnh viêm mãn tính chủ yếu ảnh hưởng đến xương trục, với tỷ lệ 0,32% -1,4%. Do đối tượng bị ảnh hưởng chủ yếu là nam giới trẻ và trung niên, khuyết tật do AS gây ra là gánh nặng cho người bệnh và xã hội, gây ra những tổn thất lớn về kinh tế - xã hội. Mặc dù các nghiên cứu và thuốc gần đây đã tập trung vào việc ức chế viêm và kiểm soát cơn đau, nhưng vẫn thiếu phương pháp điều trị cho quá trình hình thành xương bệnh lý. Hiện nay, cơ chế bệnh sinh của bệnh lý enthalpy tạo xương mới do tạo cầu xương vẫn chưa rõ ràng.

Tenasin-C (TNC) là một chất nền ngoại bào đại phân tử (ECM) glycoprotein sáu phần protein đa miền. Sự gia tăng TNC được biểu hiện ở nhiều trạng thái viêm, bao gồm chấn thương do chấn thương hoặc tổn thương da nhẹ, nhiễm trùng do vi khuẩn và tổn thương phổi do amiăng. Gần đây, các nghiên cứu liên quan đã báo cáo rằng nồng độ TNC huyết thanh ở những bệnh nhân bị bệnh thấp khớp sẽ tăng lên. Tuy nhiên, vai trò của TNC trong quá trình tạo xương mới bệnh lý vẫn chưa rõ ràng.

Gần đây, nhóm nghiên cứu Siwen Chen của Bệnh viện trực thuộc đầu tiên của Đại học Tôn Trung Sơn đã tiến hành một nghiên cứu về sự hình thành xương mới bệnh lý. Nghiên cứu này nhằm khám phá vai trò của TNC trong việc hình thành mô sẹo và xương mới cũng như khám phá cơ chế phân tử của nó.

Thí nghiệm này chủ yếu lấy mẫu mô dây chằng phẫu thuật từ những bệnh nhân bị viêm cột sống dính khớp (AS), thiết lập viêm khớp do kháng thể collagen gây ra và mô hình DBA / 1, đồng thời quan sát sự hình thành xương mới ở giai đoạn cuối. Phương pháp nhuộm hóa mô miễn dịch được sử dụng để phát hiện sự biểu hiện của TNC. Thực hiện ức chế toàn thân TNC hoặc cắt bỏ gen trên các mô hình động vật. Quan sát các đặc tính cơ học của chất nền ngoại bào (ECM) bằng kính hiển vi lực nguyên tử. Các con đường xuôi dòng của TNC được phân tích bằng giải trình tự RNA và được xác nhận bằng cách điều chỉnh thuốc in vivo và in vitro. Giải trình tự RNA đơn bào (scRNA-seq) đã phân tích nguồn tế bào của TNC và xác nhận bằng phương pháp nhuộm huỳnh quang miễn dịch.

TNC trong dây chằng và mô cuối của bệnh nhân AS và mô hình động vật được điều chỉnh tăng bất thường, và TNC ức chế đáng kể sự hình thành xương mới ở phần cuối. Các thử nghiệm chức năng đã chỉ ra rằng TNC thúc đẩy quá trình hình thành xương mới bằng cách thúc đẩy sự biệt hóa của tế bào chondrocyte trong quá trình hóa xương bên trong. Về cơ chế, TNC ức chế sự kết dính của ECM, dẫn đến việc kích hoạt các tín hiệu protein liên quan đến Hippo / yes ở hạ lưu, do đó làm tăng biểu hiện của các gen sụn. Việc nhuộm scRNA-seq và miễn dịch huỳnh quang cho thấy thêm rằng trong vi môi trường viêm giai đoạn cuối, TNC chủ yếu được tiết ra bởi các nguyên bào sợi đặc hiệu với protein-1 (FSP1) + nguyên bào sợi.

Nghiên cứu này cho thấy TNC được điều chỉnh một cách bất thường trong dây chằng và mô entanpi ở những bệnh nhân mắc AS và mô hình động vật. Các kháng thể đặc hiệu trung hòa toàn thân hoặc cắt bỏ gen TNC có thể ức chế đáng kể quá trình hình thành xương mới bệnh lý enthalpy ở các mô hình động vật. Do đó, TNC có thể là một phần quan trọng của quá trình hình thành xương mới bệnh lý. Thảo luận về vai trò của TNC trong việc hình thành xương mới bệnh lý và cơ chế phân tử của nó có thể cung cấp cơ sở để tiết lộ thêm bí ẩn về độ cứng của xương trục và cung cấp một hướng điều trị tiềm năng cho phòng khám.

Có nhiều dạng hình thành xương khác nhau trong AS, bao gồm quá trình hóa nội mạc, hóa màng và chuyển sản dạng sụn, trong đó quá trình hóa nội mạc được coi là quan trọng nhất. Trong quá trình này, sau khi mẫu sụn được hình thành, xương mới sẽ được hình thành. Chondrocytes biệt hóa thành chondrocytes phì đại, sau đó được thay thế bằng các nguyên bào xương và biến đổi thành xương trưởng thành. Trong nghiên cứu này, người ta thấy rằng ức chế TNC có thể trì hoãn sự hình thành khuôn mẫu sụn, do đó ức chế sự hình thành xương mới bệnh lý sau đó. Phát hiện này phù hợp với các nghiên cứu trước đây, cho thấy TNC đóng vai trò then chốt trong quá trình hình thành sụn và tạo sụn. Kết quả cho thấy sự hình thành sụn qua trung gian TNC là yếu tố cần thiết cho quá trình hình thành xương mới bệnh lý sau này.

Sự ức chế kết dính ma trận qua trung gian TNC dẫn đến giảm nội địa hóa hạt nhân của YAP bằng cách kích hoạt con đường Hippo. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng YAP là một chất điều chỉnh tiêu cực của sự hình thành xương. Nghiên cứu này cho thấy rằng quá trình dephosphoryl hóa và nội địa hóa nhân của YAP đã ức chế đáng kể sự hình thành chondrogenesis in vitro. Sử dụng toàn thân thuốc đối kháng Hippo / YAP XMU-MP-1 có thể ức chế đáng kể sự hình thành sụn và sự hình thành xương mới bệnh lý sau đó. Tóm lại, những kết quả này chỉ ra rằng trong môi trường vi mô cuối cùng, sự lắng đọng bất thường của TNC đóng một vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến các đặc tính cơ học của chất nền, có thể dẫn đến bất hoạt YAP, do đó tăng cường quá trình tạo xương nội tạng.

Trong nghiên cứu này, nhóm thí nghiệm đã phát hiện ra rằng TNC có liên quan đến quá trình hình thành xương mới của bệnh lý AS, có thể được coi là một dạng đặc biệt của quá trình tái tạo mô bất thường. Tuy nhiên, mặc dù kết quả nghiên cứu cung cấp bằng chứng rằng TNC thúc đẩy quá trình hình thành xương mới bệnh lý bằng cách điều chỉnh các đặc tính cơ sinh học của ECM và tăng cường hình thành sụn, xem xét vai trò nhiều mặt của nó trong điều hòa miễn dịch và viêm, TNC cũng có thể tham gia vào dây chằng của AS. Nó đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh vi môi trường hoặc duy trì tình trạng viêm mãn tính. Sẽ rất có ý nghĩa nếu tiếp tục nghiên cứu vai trò của phân tử đa chức năng (TNC) này trong cơ chế bệnh sinh của AS.

Tóm lại, thí nghiệm này phát hiện ra rằng tình trạng viêm mãn tính của màng xương có thể dẫn đến lắng đọng TNC quá mức, từ đó thúc đẩy quá trình biệt hóa sụn và hình thành xương mới bệnh lý bằng cách ức chế sự kết dính ECM và kích hoạt con đường Hippo. Ức chế sự biểu hiện bất thường của TNC có thể là một chiến lược tiềm năng để điều trị bệnh lý hình thành xương mới trong AS.