骨干细胞的ERK1/2缺失导致混合性软骨瘤病

【作者】 陈志军； 范顺武； 张建锋； 赵兴； 刘超；

【机构】 浙江大学医学院附属邵逸夫医院骨科；

【摘要】 目的:混合性软骨瘤病(Metachondromatosis,MC)是一种罕见的骨骼系统遗传疾病,临床主要表现为多发性骨软骨瘤及内生软骨瘤。最近有报道,选择性敲除PTPN11基因在骨干细胞中的表达会导致MC的表型,但其类似发病机制仍然未知。PTPN 11基因编译一种丝氨酸磷酸酶SHP2,它是ERKMAPK通路非常重要的上游调节因子。本研究目的是通过选择性敲除ERK1/2在骨干细胞的表达来创建混合性软骨瘤病的模型,并探讨其发病机制。方法:我们建立选择性基因敲除小鼠模型Prx1 CreER-GFP,ERK1-/-,ERK2f/f。通过腹腔注射他莫昔芬可诱导Prx1CreER-GFP的表达。采集12周小鼠的骨骼标本,大体标本行X线及micro CT检查,然后行福尔马林固定,脱钙后行石蜡块包埋并制作组织切片。对组织切片行常规染色及免疫组合,原位杂交。结果:所有Prx1CreER-GFP,ERK1-/-,ERK2f/f小鼠均在第5周出现皮肤下结节样肿瘤,到7-8周比较明显。X线及CT显示,骨疣样肿瘤主要位于手及足的关节周围,还包括长骨的干骺端及脊柱终板周围。组织学检查显示肿瘤主要由软骨组织组成,另外长骨骨髓腔近生长板可见内生软骨瘤,符合混合性软骨瘤病的临床特征。另外,我们还发现多发性异位软骨组织形成,包括长骨骨性隆起处(胫骨结节、肱骨粗隆、股骨粗隆等)、关节面、半月板及肌肉肌腱等,提示这些部位过多的软骨细胞发生。通过追踪PrxCreER-GFP表达的细胞发现,PrxCreER-GFP主要表达于关节软骨、骨-韧带附着点、骨骼及肌肉的干细胞。另外,免疫组化及原位杂交进一步证实了,肿瘤组织表达软骨细胞分子标志Col2a1,Ihh及Col10a1。另外,我们同时建立另外一个模型OsxCre,ERK1-/-,ERK2f/f,此模型中ERK1/2也选择性在骨干细胞中缺失,此模型同样出现类似混合性软骨瘤病的表型。结论:骨干细胞的ERK1/2缺失足以导致混合性软骨瘤病的发生,其发病机制是通过加强软骨细胞的发生。更多还原