兔脱钙异体骨关节移植的关节滑液和血清蛋白质组学研究

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目的:长期以来国内外的众多学者都在从事关节软骨损伤的研究。大量的实验已证实生长因子在维持关节软骨的正常形态发挥着重要的作用,同时也有许多的研究表明在关节软骨损伤修复的过程中脱钙异体骨关节发挥诱导作用。本实验是在新西兰大白兔右肘关节缺损处植入脱钙异体骨关节,应用体液蛋白质组学的方法分析移植后血清与关节滑液样本中是否具有相同的蛋白,且其与关节缺损不移植组和正常关节组的差别,以期找到机体出现在移植后关节软骨再生过程中的特异性蛋白质,并用其来研究相关蛋白质在关节软骨再生过程中的作用机制和模型,为寻找促进关节软骨再生的关键环节提供新思路和新线索。方法:选取16只重约2.5kg的新西兰大白兔,并随机分成3组,Ⅰ组为实验组,兔子8只,在兔桡骨近段造成20mm长骨关节缺损并移植脱钙异体骨;Ⅱ组为阳性对照组,兔子4只,在兔桡骨近段造成20mm长骨关节缺损并旷置关节软骨缺损。Ⅲ组为空白对照组,兔子4只,不对兔关节作处理。首先完成阳性对照组的建立,将切取出来的骨关节制成脱钙骨,留待移植至实验组,然后建立实验组。此后分别在移植术后第4周、第8周、第12周、第16周抽取各组关节液和血清并进行2D-PAGE和MADLI-TOF-MS分析,进入相关的数据库查证鉴定所得的数据。结果:新西兰大白兔的肘关节软骨缺损模型的成功建立,并使用自制的脱钙骨关节引发机体对肘关节软骨缺损进行修复,应用2D-PAGE分离兔的肘关节滑液和血清中所出现的每种蛋白质,分别发现关节液实验组与阳性、空白对照组比较,血清实验组与阳性、空白对照组比较,均存在明显的差异蛋白点。根据实验设计原理的变化趋势,挑选出30个有意义的差异蛋白点,通过酶质谱分析,按差异点的分子量以及肽段序列,进入数据库搜索查询,虽然在关节液实验组不出现相关的有意义的蛋白,但在血清实验组中确定出现了GI值分别为136466、126722803、126723746三种蛋白,这三种蛋白质可能与关节软骨再生相关。结论:血清在关节软骨再生的过程中出现了特异性的蛋白质,这三种蛋白质及其所属族群的功能分别是:GI值为136466的TTR蛋白属于transthyretin家族,通过神经内分泌系统参与基因复制、修复与表达;GI值为126722803的ALB蛋白是血浆中主要的蛋白质,具有良好的结合与抗氧化能力,保护细胞的正常形态等重要作用;GI值为126723746的RBP4蛋白在血浆中, RBP-维生素A复合物与甲状腺素相互作用,通过神经内分泌系统参与基因表达的过程启动。按照本身及其基因族群的功能推测,这三种蛋白质的功能可能与关节软骨的再生修复有关。这为深入地探讨关节软骨再生过程的本质与进一步揭示关节软骨的再生机制奠定基础。
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