PDGF-BB 在骨关节炎病理进程中的作用机制研究

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骨关节炎作为常见的退行性关节疾病，其早期病理特征表现为软骨下骨异常血管生成及血管侵入无血管的关节软骨组织，这一过程不仅加速关节软骨退变，还伴随神经长入引发关节疼痛。

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一、骨关节炎早期的软骨下骨血管生成特征

在骨关节炎动物模型研究中，通过内侧半月板失稳（DMM）手术构建骨关节炎模型，发现关节软骨退变发生前已出现显著的软骨下骨血管生成异常。三维 μCT 影像学分析显示，模型小鼠术后早期即出现骨体积 / 组织体积比值升高、软骨下骨板厚度增加及骨小梁参数改变等骨结构重塑特征。免疫荧光染色进一步证实，软骨下骨中 CD31hiEmcnhi 阳性血管结构数量显著增多，表明血管生成异常是骨关节炎发展的早期事件，先于软骨组织的明显退变。

这些病理改变与骨关节炎的临床诊断特征高度一致，提示软骨下骨血管生成可能是疾病进展的重要启动因素。通过国际骨关节炎研究会（OARSI）评分系统评估显示，随着软骨下骨血管生成程度加剧，关节软骨退变评分同步升高，证实血管生成异常与软骨损伤存在密切关联，为探索早期干预靶点提供了病理基础。

二、PDGF-BB 的异常分泌与血管生成信号激活

骨关节炎模型小鼠的分子机制研究揭示，软骨下骨中 PDGF-BB 的表达水平在疾病早期即显著升高。免疫荧光检测发现，PDGF-BB 阳性细胞主要定位于软骨下骨的单核破骨前体细胞，其数量在模型小鼠中较正常小鼠增加近两倍。ELISA 定量分析进一步证实，模型小鼠软骨下骨骨髓及血清中 PDGF-BB 蛋白浓度均显著升高，且随病程进展持续上升，提示 PDGF-BB 可能作为系统性信号参与疾病进程。

PDGF-BB 通过激活其受体 PDGFR-β 发挥生物学效应。三重免疫荧光染色显示，模型小鼠软骨下骨血管周细胞中磷酸化 PDGFR-β（p-PDGFR-β）的表达水平显著上调，且与 CD31hiEmcnhi 阳性血管结构存在空间共定位关系。这一结果表明，破骨前体细胞过量分泌的 PDGF-BB 可特异性激活血管周细胞的 PDGFR-β 信号通路，进而促进软骨下骨新生血管形成，构成骨关节炎早期病理的关键分子链。

三、PDGF-BB 对骨关节炎进程的调控作用

通过条件性基因敲除技术进一步验证 PDGF-BB 的功能：在破骨前体细胞中特异性敲除 PDGF-BB 的小鼠（PdgfbcKO）接受 DMM 手术后，软骨下骨 CD31hiEmcnhi 阳性血管数量较野生型小鼠显著减少，同时 OARSI 评分明显降低，关节软骨退变程度得到有效缓解。行为学评估显示，敲除小鼠的主动运动距离、活动时间及平均速度均优于野生型模型小鼠，足撤退阈值升高，表明疼痛症状得到改善。

与之相反，在破骨前体细胞中过表达 PDGF-BB 的转基因小鼠（PdgfbcTG）呈现自发性骨关节炎表型。5 月龄转基因小鼠未经手术干预即出现软骨下骨血管生成增多、骨结构异常重塑及关节软骨退变，OARSI 评分显著升高。免疫组化检测显示，转基因小鼠关节软骨中 Col10A1 及 MMP-13 等软骨退变标志物表达上调，同时伴随明显的神经长入现象，进一步证实 PDGF-BB 过表达足以驱动骨关节炎的病理进程。

四、研究意义与展望

本研究首次证实破骨前体细胞来源的 PDGF-BB 是骨关节炎发病过程中驱动软骨下骨病理性血管生成的关键因子，其通过激活周细胞 PDGFR-β 信号通路，促进血管生成、软骨退变及神经长入的级联反应。这一发现揭示了骨关节炎早期病理的分子机制，确立 PDGF-BB 作为疾病早期诊断及干预的潜在靶点。

未来研究需进一步探索关节损伤后破骨前体细胞分泌 PDGF-BB 的上游调控机制，明确机械负荷等因素如何影响 PDGF-BB 的表达调控。同时，需要在临床样本中验证 PDGF-BB 水平与骨关节炎进展的相关性，并评估靶向 PDGF-BB/PDGFR-β 信号通路的治疗策略在不同亚型骨关节炎中的适用性，为开发精准的早期干预手段奠定基础。

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