目的:颞下颌关节骨关节炎(TMJ-OA)的特征是细胞外基质稳态的破坏。而MiR-21-5p在TMJ-OA患者软骨细胞中出现异常表达,但其具体调控机制尚不清楚。因此,本实验拟通过敲除小鼠微小RNA-21(miRNA21)基因,研究miRNA21靶向调控GDF5通路对颞下颌关节炎中软骨代谢的影响机制。方法:(1)动物实验采用单侧前牙反牙合动物模型的方法建造小鼠TMJ-OA的疾病状态,为期3周,基因敲除小鼠和正常小鼠随机分为四组,正常组(WT),基因敲除组(KO),正常干预组(WT+OA)和敲除干预组(KO+OA)。采用番红O-固绿、甲苯胺蓝、免疫组织化学染色已经免疫荧光染色来对收集的关节进行分析,并对软骨病变程度进行量化得分。对番红O-固绿软骨染色切片进行髁突软骨形态以及细胞排列和数量的观察,并且对每组小鼠进行软骨厚度平均值的测量并进行统计学检验。测量软骨厚度时,我们将软骨中带分为5个分区,并每个分区分别计算软骨厚度,最后计算5个区域的平均值作为每组的软骨厚度值。对于软骨染色分析,计算每组光密度值(IOD)值并进行统计检验;免疫组织化学染色主要观察每组Ⅱ型胶原和GDF-5的表达情况。(2)细胞实验从年龄约为3到4周大小的C57小鼠中提取髁突软骨细胞(MCCs),并进行传代培养。对MCCs进行细胞随机分组并进行相关细胞转染实验和白介素-6干预,通过免疫荧光、Western Blot、RT-PCR和阿利新蓝细胞染色等方法分别研究MiR-21与GDF-5和TMJ-OA相关基因表达的关系,同时进行荧光素酶检测试验进一步证明MiR-21和GDF-5的靶向关系。结果:(1)在WT+OA及KO+OA实验组中,小鼠的TMJ组织都发生了骨关节炎病理变化,而WT+OA组中软骨基质降解程度更加严重;NC和KO组中,小鼠的髁突软骨结构处于正常水平;WT+OA组中小鼠的OARSI得分显著高于KO+OA组小鼠。软骨染色结果显示,WT+OA组光密度值和软骨厚度与WT组相比均为显著性降低;与KO组相比,KO-OA组IOD值和软骨厚度显著性降低;而与WT-OA组相比,KO-OA的软骨厚度和IOD值明显增高。免疫组化结果显示WT组与KO组并无明显差异;与WT组相比,WT-OA组Col-Ⅱ和GDF5蛋白表达量显著性降低;与KO组相比,KO-OA组Col-Ⅱ和GDF5蛋白表达量显著性降低;但与WT-OA组相比,KO-OA组COL-Ⅱ和GDF5蛋白表达量明显增高。(2)细胞实验结果显示当上调MCCs中MiR-21表达时,与对照组相比:GDF5、Col-2、Agg蛋白表达均相应降低,而MMP3、9和13蛋白表达均相应增高;两组同时加入IL-6后,呈现相同趋势。当下调MCCs中MiR-21表达时,与上述趋势相反。荧光素酶检测结果显示,GDF-5为MiR-21的靶基因。当上调GDF-5时,可下调MMP-13的表达;沉默GDF5表达会产生相反的结果;在加入IL-6后,出现以上相同的趋势。结论:MiR-21作为软骨细胞GDF5的关键调节因子,可调节MMP13的表达,参与基质降解,而下调MiR-21的表达可上调GDF-5从而抑制TMJ-OA的病理进展。