Circ_010567-miRNA141靶向调控TGF-β1-ALK1/5双通路对黄韧带细胞外基质重塑的影响及机制研究

Hypertrophy of the ligamentum flavum (HLF) is a major causative factor in the development of lumbar spinal stenosis (LSS). Much related studies and our previous study show that extracellular matrix remodeling is involved in the pathogenesis of HLF. Furthermore, in our previous study, we found that, the phosphorylation of some proteins in the TGF-β1 signal pathway and the expressional ratio of ALK-1/ALK-5, two major receptors for TGF-β1, significantly increased in the HLF tissue, suggesting that the unbalance between the TGF-β1-ALK-1 pathway and TGF-β1-ALK-5 pathway may be involved in the extracellular matrix remodeling in HLF pathology. Recent researches showed that circRNA_010567 was markedly up-regulated in diabetic mice myocardium and cardiac fibroblasts (CFs). Bioinformatics analysis predicted circRNA_010567, sponge miR-141 and miR-141 directly target TGF-β1, To identify the hypothesis, we conduct our research to verify the regulatory role of circRNA_010567/miR-141/TGF-β1, and ALK-1and ALK-5 pathway on the extracellular matrix remodeling in HLF pathology.

黄韧带肥厚是引发腰椎管狭窄症的重要病理因素之一。相关文献及本课题前期研究发现：肥厚黄韧带组织中TGF-β1通路特定蛋白磷酸化水平显著增高；细胞外基质存在退变重塑过程；肥厚韧带ALK-1表达增加，ALK-1/ALK-5表达比例升高，提示TGF-β1介导的ALK-1/5信号双通路失衡，可能是促进黄韧带肥厚的重要分子机制。circRNA与TGF-β1信号通路上游miRNA关系密切，心肌纤维化研究发现Circ_001567作为miR-141海绵，可显著提高心肌成纤维细胞活性，拮抗miR-141并激活TGF-β1，从而上调I型和III型胶原表达。但腰椎黄韧带成细胞的此类相关研究国内外报道较少。本研究拟在前期研究基础上，探讨Circ_001567-miR-141可否靶向调控TGF-β1-ALK通路，以及ALK-1/5双通路网格在黄韧带肥厚细胞外基质重塑中的作用机制，为小分子靶向治疗提供一定理论基础。

腰椎管狭窄症会产生神经症状，严重影响着患者生活质量，且多发生于老年患者，使得大量症状严重、影像学表现典型的患者因为基础疾病或身体状态不能耐手术手而长期遭受疾病的折磨。而黄韧带肥厚是腰椎管狭窄症最重要的病理表现，因此如何预防或降低黄韧带肥厚程度是腰椎管狭窄症保守治疗的基础及临床病理机制研究中的难点和重点。肥厚黄韧带中ALK-1表达增加，ALK-1/ALK-5表达比例升高，提示TGF-β1介导的ALK-1/5信号双通路失衡，可能是促进黄韧带肥厚的重要分子机制。circRNA与TGF-β1信号通路上游miRNA关系密切，心肌纤维化研究发现circ_001567作为miR-141海绵，可显著提高心肌成纤维细胞活性，拮抗miR-141并激活TGF-β1，从而上调I型和III型胶原表达。因此本研究拟探讨circ_001567-miR-141可否靶向调控TGF-β1-ALK通路，以及ALK-1/5双通路网格在黄韧带肥厚细胞外基质重塑中的作用机制。首先，在获得医院伦理委员会以及患者的同意后，我们术中取得因腰椎管狭窄症（LSS）以及在影像学上没有黄韧带肥厚表现的腰椎间盘突出症(LDH)于我院行腰椎手术患者的黄韧带标本，用做原代细胞培养、免疫组织化学及实时荧光定量PCR(RT—PCR)法。我们通过向黄韧带细胞转入Circ_001567的siRNA及miR-141的抑制剂，验证了前述通路可靶向调控ALK-1和ALK-5的表达，并影响黄韧带细胞纤维化和细胞外基质重塑。接下来我们探究了在炎性环境下，IL-17A、ALK1/5及纤维化相关marker的表达，证实了ALK1/5及IL-17A可能是黄韧带炎症微环境形成的关键调控分子，且可影响黄韧带细胞与巨噬细胞之间的相互作用。最后我们关注到张力诱导下黄韧带细胞内的变化，发现Piezo1可能调控ALK1/5的表达，进而影响黄韧带纤维化。本研究成果为黄韧带肥厚所致腰椎管狭窄症的分子靶向治疗提供了新方向。

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