摘要背景与目的:<br> 肌腱异位骨化(HO)是肌腱损伤引起的慢性功能和结构障碍的常见表现。肌腱HO的相关分子机制尚未被完全揭示。肌腱干细胞(TDSCs)的成骨分化在肌腱HO中起关键作用,但其在HO中发生错误分化的机制仍不完全清楚。Hedgehog(Hh)信号在遗传性HO中至关重要,但Hh信号如何影响肌腱HO中TDSCs的功能尚未见报道。Hh信号对TDSCs分化的影响可能在肌腱HO的生理学和病理生物学中起关键作用。在此,我们试图通过跟腱切断动物模型和TDSCs细胞模型来研究Hh信号在创伤性肌腱HO的进展中的作用,旨在帮助阐明创伤性肌腱HO的发病机制,为创伤性肌腱HO提供潜在的治疗靶点。<br> 方法:<br> 1.收集跟腱切断术后1、4、7和10周小鼠损伤肌腱标本,qRT-PCR和IHC检测Hh信号相关分子的基因和蛋白表达情况。<br> 2.应用Hh信号拮抗剂GANT58腹腔注射跟腱切断术后第1天至第6周的小鼠,在第1、4、7和10周收集肌腱标本,micro-CT和H&E染色检测异位骨组织的形成,阿利新蓝染色检测软骨组织的形成,qRT-PCR和IHC检测成骨和成软骨相关基因和蛋白表达。<br> 3.应用Hh信号激动剂SAG腹腔注射跟腱切断术后第1天至第6周的小鼠,在第1、4、7和10周收集肌腱标本,micro-CT和H&E染色检测异位骨组织的形成,阿利新蓝染色检测软骨组织的形成,qRT-PCR和IHC检测成骨和成软骨相关基因和蛋白表达。<br> 4.在成骨培养条件下,分别用GANT58和SAG刺激TDSCs,第7天和第14天用qRT-PCR检测成骨相关基因的表达情况,第7天用ALP染色评估成骨分化能力的变化。在成软骨培养条件下,分别用GANT58和SAG刺激TDSCs,第7天用qRT-PCR检测成软骨相关基因的表达情况,阿利新蓝染色评估成软骨分化能力的变化。<br> 结果:<br> 1.跟腱切断术后小鼠的损伤肌腱中Hh信号相关分子的基因和蛋白表达显著增加。<br> 2.GANT58显著减少损伤肌腱中软骨结节和矿化骨的形成。GANT58显著下调损伤肌腱中成骨和成软骨相关基因和蛋白表达。<br> 3.SAG显著加剧了损伤肌腱中软骨结节和骨组织的形成。SAG显著上调了损伤肌腱中成骨和成软骨相关基因和蛋白表达。<br> 4.成骨诱导后,GANT58抑制而SAG促进TDSCs成骨相关基因表达。GANT58减少而SAG增加TDSCs的ALP染色。成软骨诱导后,TDSCs成软骨相关基因表达被GANT58抑制,但被SAG促进。GANT58组显示较弱的阿利新蓝染色,而SAG组显示较强的染色。<br> 结论:<br> 本研究表明Hh信号参与调控创伤性肌腱HO的发生,Hh信号通过调节TDSCs的分化方向显著影响肌腱骨化的形成。GANT58作为Hh信号的抑制剂,通过限制肌腱的成骨和成软骨来抑制创伤性肌腱HO的发病程度,提示通过GANT58靶向Hh信号可能是一种潜在的有效预防创伤性肌腱HO的治疗策略。
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