Ann Rheum Dis: Tenascin-C สามารถส่งเสริมการก่อตัวของกระดูกใหม่ที่ปลาย ankylosing spondylitis โดยการเปิดใช้งานสัญญาณ Hippo

Ankylosing spondylitis (AS) เป็นโรคอักเสบเรื้อรังที่ส่งผลกระทบต่อกระดูกตามแนวแกนเป็นหลัก โดยมีอุบัติการณ์ 0.32%-1.4% เนื่องจากประชากรที่ได้รับผลกระทบส่วนใหญ่เป็นชายหนุ่มและวัยกลางคน ความพิการที่เกิดจาก AS จึงเป็นภาระต่อผู้ป่วยและสังคม ทำให้เกิดค่าใช้จ่ายทางเศรษฐกิจและสังคมเป็นจำนวนมาก แม้ว่าการศึกษาและยาล่าสุดจะเน้นไปที่การยับยั้งการอักเสบและการควบคุมความเจ็บปวด แต่ก็ยังขาดการรักษาสำหรับการสร้างกระดูกทางพยาธิวิทยา ปัจจุบัน พยาธิกำเนิดของเอนทาลปี พยาธิสภาพของการสร้างกระดูกใหม่อันเนื่องมาจากการสร้างสะพานกระดูกยังไม่ชัดเจน

Tenasin-C (TNC) เป็นโปรตีนหลายโดเมนที่มีหกส่วนในระดับโมเลกุลขนาดใหญ่ (ECM) การเพิ่มขึ้นของ TNC นั้นแสดงออกในสภาวะการอักเสบต่างๆ รวมถึงการบาดเจ็บที่บาดแผลหรืออาการบาดเจ็บที่ผิวหนังเล็กน้อย การติดเชื้อแบคทีเรีย และการบาดเจ็บที่ปอดที่เกิดจากแร่ใยหิน เมื่อเร็ว ๆ นี้การศึกษาที่เกี่ยวข้องได้รายงานว่าระดับ TNC ในซีรัมในผู้ป่วยโรคไขข้อจะเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม บทบาทของ TNC ในกระบวนการสร้างกระดูกใหม่ทางพยาธิวิทยายังไม่ชัดเจน

เมื่อเร็ว ๆ นี้ทีม Siwen Chen ของโรงพยาบาลในเครือแห่งแรกของมหาวิทยาลัยซุนยัดเซ็นได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับการสร้างกระดูกใหม่ทางพยาธิวิทยา การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสำรวจบทบาทของ TNC ในการก่อตัวของแคลลัสและกระดูกใหม่ และสำรวจกลไกระดับโมเลกุล

การทดลองนี้ใช้ตัวอย่างเนื้อเยื่อเอ็นผ่าตัดจากผู้ป่วยโรคกระดูกสันหลังอักเสบยึดติด (AS) เป็นหลัก ซึ่งสร้างโรคข้ออักเสบที่เกิดจากคอลลาเจนแอนติบอดีและแบบจำลอง DBA/1 และสังเกตการก่อตัวของกระดูกใหม่ในตอนท้าย ใช้การย้อมสีอิมมูโนฮิสโตเคมีเพื่อตรวจหาการแสดงออกของ TNC ดำเนินการปราบปราม TNC หรือการทำลายยีนอย่างเป็นระบบในแบบจำลองสัตว์ สังเกตคุณสมบัติทางกลของเมทริกซ์นอกเซลล์ (ECM) ด้วยกล้องจุลทรรศน์กำลังอะตอม วิถีปลายน้ำของ TNC ถูกวิเคราะห์โดยการจัดลำดับ RNA และยืนยันโดยการควบคุมยา ในร่างกาย และ ในหลอดทดลอง การหาลำดับ RNA เซลล์เดียว (scRNA-seq) วิเคราะห์แหล่งที่มาของเซลล์ของ TNC และยืนยันโดยการย้อมสีอิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์

TNC ในเอ็นและเนื้อเยื่อส่วนปลายของผู้ป่วย AS และสัตว์จำลองได้รับการควบคุมอย่างผิดปกติ และ TNC ยับยั้งการก่อตัวของกระดูกใหม่ในตอนท้ายอย่างมีนัยสำคัญ การทดสอบตามหน้าที่แสดงให้เห็นว่า TNC ส่งเสริมการสร้างกระดูกใหม่โดยส่งเสริมการสร้างความแตกต่างของ chondrocyte ในกระบวนการสร้างกระดูกเอนโดร็อดรัล ในแง่ของกลไก TNC ยับยั้งการยึดเกาะของ ECM ซึ่งนำไปสู่การกระตุ้นสัญญาณโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับฮิปโป/ใช่ในดาวน์สตรีม ซึ่งจะเป็นการเพิ่มการแสดงออกของยีนกระดูกอ่อน การย้อมสี scRNA-seq และ immunofluorescence แสดงให้เห็นเพิ่มเติมว่าในสภาพแวดล้อมจุลภาคที่มีการอักเสบของขั้ว TNC ส่วนใหญ่หลั่งโดยไฟโบรบลาสต์เฉพาะโปรตีน-1 (FSP1) + ไฟโบรบลาสต์

การศึกษานี้พบว่า TNC ได้รับการควบคุมอย่างผิดปกติในเอ็นและเนื้อเยื่อเอนทาลปีในผู้ป่วยที่มี AS และสัตว์จำลอง แอนติบอดีจำเพาะที่ทำให้เป็นกลางในระบบหรือการระเหยของยีน TNC สามารถยับยั้งการสร้างกระดูกใหม่ทางพยาธิวิทยาของเอนทาลปีในแบบจำลองสัตว์ได้อย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้น TNC อาจเป็นส่วนสำคัญของการสร้างกระดูกใหม่ทางพยาธิวิทยา การอภิปรายถึงบทบาทของ TNC ในการก่อตัวของกระดูกใหม่ทางพยาธิวิทยาและกลไกระดับโมเลกุลของกระดูกอาจเป็นพื้นฐานสำหรับการเปิดเผยความลึกลับของความแข็งแกร่งของกระดูกตามแนวแกนเพิ่มเติมและให้ทิศทางการรักษาที่เป็นไปได้สำหรับคลินิก

การสร้างกระดูกใน AS มีหลายประเภท ได้แก่ ขบวนการสร้างกระดูกเอ็นโดคอนดรัล ขบวนการสร้างกระดูกและการสร้างกระดูกคล้ายกระดูกอ่อน ซึ่งการแข็งตัวของเอ็นโดคอนดรอลถือเป็นสิ่งสำคัญที่สุด ในกระบวนการนี้ หลังจากสร้างแม่แบบกระดูกอ่อน กระดูกใหม่จะถูกสร้างขึ้น Chondrocytes แยกออกเป็น chondrocytes hypertrophic ซึ่งจะถูกแทนที่ด้วยเซลล์สร้างกระดูกและเปลี่ยนเป็นกระดูกที่โตเต็มที่ ในการศึกษานี้ พบว่าการยับยั้ง TNC สามารถชะลอการสร้างแม่แบบกระดูกอ่อน ซึ่งจะเป็นการยับยั้งการสร้างกระดูกใหม่ทางพยาธิวิทยาที่ตามมา การค้นพบนี้สอดคล้องกับการศึกษาก่อนหน้านี้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่า TNC มีบทบาทสำคัญในการสร้างกระดูกอ่อนและการสร้างกระดูกอ่อน ผลการวิจัยพบว่าการสร้างกระดูกอ่อนที่อาศัย TNC เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างกระดูกใหม่ทางพยาธิวิทยาที่ตามมา

การยับยั้งการยึดเกาะของเมทริกซ์โดยอาศัย TNC นำไปสู่การแปลตำแหน่งนิวเคลียร์ของ YAP ที่ลดลงโดยการเปิดใช้งานเส้นทางของฮิปโป การศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่า YAP เป็นตัวควบคุมเชิงลบของ chondrogenesis การศึกษานี้พบว่าการดีฟอสโฟรีเลชันและการแปลนิวเคลียร์ของ YAP ยับยั้งการเกิด chondrogenesis ในหลอดทดลองอย่างมีนัยสำคัญ การบริหารอย่างเป็นระบบของ XMU-MP-1 ที่เป็นปฏิปักษ์ของ Hippo/YAP สามารถยับยั้งการสร้างกระดูกอ่อนได้อย่างมีนัยสำคัญและการสร้างกระดูกใหม่ทางพยาธิวิทยาที่ตามมา โดยสรุป ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าในสภาพแวดล้อมจุลภาคของเทอร์มินัล การสะสมของ TNC ที่ผิดปกติมีบทบาทสำคัญในการส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติทางกลของเมทริกซ์ ซึ่งสามารถนำไปสู่การหยุดการทำงานของ YAP ซึ่งจะช่วยส่งเสริมการสร้างกระดูกเอ็นโดคอนดรอล

ในการศึกษานี้ ทีมทดลองพบว่า TNC เกี่ยวข้องกับการสร้างกระดูกใหม่ทางพยาธิวิทยาของ AS ซึ่งถือได้ว่าเป็นรูปแบบพิเศษของการเปลี่ยนแปลงเนื้อเยื่อที่ผิดปกติ อย่างไรก็ตาม แม้ว่าผลการวิจัยจะให้หลักฐานว่า TNC ส่งเสริมการสร้างกระดูกใหม่ทางพยาธิวิทยาโดยควบคุมคุณสมบัติทางชีวกลศาสตร์ของ ECM และเสริมสร้างการสร้างกระดูกอ่อน โดยพิจารณาถึงบทบาทที่หลากหลายในการควบคุมภูมิคุ้มกันและการอักเสบ TNC อาจเกี่ยวข้องกับเอ็นของ AS มีบทบาทสำคัญในการควบคุมสภาพแวดล้อมขนาดเล็กหรือการรักษาอาการอักเสบเรื้อรัง การศึกษาบทบาทของโมเลกุลมัลติฟังก์ชั่น (TNC) นี้ต่อการเกิดโรคของ AS จะมีความหมายมาก

โดยสรุป การทดลองนี้พบว่าการอักเสบเรื้อรังของเชิงกรานสามารถนำไปสู่การสะสม TNC มากเกินไป ซึ่งจะส่งเสริมการสร้างความแตกต่างของกระดูกอ่อนและการสร้างกระดูกใหม่ทางพยาธิวิทยาโดยการยับยั้งการยึดเกาะของ ECM และกระตุ้นวิถีของฮิปโป การยับยั้งการแสดงออกที่ผิดปกติของ TNC อาจเป็นกลยุทธ์ในการรักษาการสร้างกระดูกใหม่ทางพยาธิวิทยาใน AS