软骨细胞中靶向敲除shp2引起混合性软骨瘤

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1、软骨细胞中靶向性干扰Shp2引起混合性软骨瘤伴多发软骨突起ABSTRACT混合性软骨瘤是一种良性骨病，主要见于儿童或青年人的手足部，有两种不同的表现：在骨表面一种软骨覆盖的骨质过度生长称为外生骨疣，骨内部的异位软骨样结节称为内生软骨疣。最近，有报道SHP2基因，一种编码SHP2蛋白酪氨酸磷酸酶的基因，其功能丧失性突变与混合性软骨瘤有关。本研究旨在探究SHP2在出生后软骨发育过程中的作用，这种作用目前还很不了解。我们在小鼠发育过程中的出生后阶段，按软骨细胞特异性手段，利用他莫昔芬诱导系统干扰Shp2。我们发现在第一次诱导后一个月内手足部出现肿瘤样结节。经X光和CT分析发现，SHP2缺乏小鼠在手足

2、和肋部多块骨骼处表现出外生骨疣样和内生软骨疣样表型。组织学评估显示生长板软骨，来自骨骺的一块软骨性突起，缺乏组织结构，并且骨内有异位软骨结节，这与人类中的混合性软骨瘤的病理学特点相符合（即同时有外生骨疣和内生软骨疣）。在分子层面上，我们在SHP2缺乏小鼠的受累软骨结节中观察到IndianHedgehog蛋白（IHH）及成纤维细胞生长因子2（FGF2）大量表达，而有丝分裂活化蛋白激酶（MAPK）表达受损。总而言之，我们做出了一个混合性软骨瘤的小鼠模型，该模型包括外生骨疣和内生软骨疣的特征。本研究为该病的病理生理研究提供了新的模型，并推进了对混合性软骨瘤的理解。该模型对识别该病病因和病程中的分子机

3、制十分有用，同时也可用于将来开发新的治疗措施。INTRODUCTION混合性软骨瘤（MC，OMIM156250）是一种主要见于儿童和青年人的疾病，患者出现良性骨肿瘤形成肿块，影响骨骼的生长，最常见于手足部。本病为常染色体显性，特点是常累及手足部骨骼（即指骨和掌骨/跖骨）的外生骨疣（即从骨表面出现良性骨质生长），以及长骨干骺端和髂嵴的内生软骨疣（1，2）。经典的多发性外生骨疣就是人们已知的多发性遗传性外生骨疣（MHE，OMIM:133700）（3），它在临床上与混合性软骨瘤是不同的，因为手足受累是混合性软骨瘤的标准，但在经典的多发性外生骨疣中少见（4）。另外，MHE患者不会发生内生软骨疣。但是，

4、混合性软骨瘤与经典多发性外生骨疣疾病机制上的差别目前仍不清楚。最近，人类基因研究利用全基因组测序和连锁分析揭示出SHP2种系失活突变与混合性软骨瘤之间有关系（1，2）。蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2，即11型蛋白酪氨酸非受体（PTPN11），在某些受体酪氨酸激酶下游的RAS/有丝分裂活化蛋白激酶（MAPK）信号传递中起核心作用，这些受体酪氨酸激酶包括表皮生长因子受体（EGFR）和成纤维细胞生长因子受体（FGFR）（5，6）。一般来说，SHP2促进生长因子受体下游的RAS/MAPK信号转导（6，7）。SHP2广泛表达，特别是在脑部（8），涉及到多种细胞类型的分化和组织的形成（9）。同源SHP2-/-小

5、鼠在孕中期即发生胚胎死亡，这是由多种原肠胚形成和中胚层形成缺陷所致（10）。不过，SHP2在骨骼发育中起的作用大部分还是不清楚的。在我们的前期工作中，我们在出生后小鼠体内的体细胞中除去了Shp2基因，并发现了多种了骨骼异常，包括脊柱侧凸，脊柱后凸，骨骼石化病，以及生长板紊乱伴软骨异常（11）。在这些诱导性SHP2缺乏小鼠中，已知生长板出现紊乱，我们假定这种紊乱对于特异性研究SHP2在出生后软骨发育和重构期软骨细胞中的作用十分重要。人们已经知道SHP2中的突变是混合性软骨瘤的原因，但与手足部外生骨疣的发生与进展相关的混合性软骨瘤机制仍然不清楚。对混合性软骨瘤机制的深入理解受限于没有太多可研究的患

6、者。为了理解本病的病理生理过程并开发新的治疗方案，迫切需要可用的动物模型。本研究旨在研究SHP2在软骨细胞中的作用。出于此目的，我们做出了诱导性软骨细胞特异性SHP2缺乏小鼠。小鼠出生后阶段软骨细胞中SHP2的丧失造成了混合性软骨瘤的发生。这一小鼠模型对理解本病的机制和那些可能在儿童和成年患者中干预本病的手段很有帮助。MATERIALSANDMETHODS略过RESULTSSHP2cKO小鼠的产生SHP2cKO小鼠的手足部总体形态SHP2cKO小鼠手足部的影像学和microCT检测SHP2cKO小鼠手部的组织学检测SHP2cKO小鼠前肢的外生骨疣样表型和肋骨中的异位软骨软骨结节中IHH过量表达

7、，MAPK信号传递受损DISCUSSION软骨细胞中SHP2诱导丧失时出现的骨骼表型与人类中混合性软骨瘤十分相似。混合性软骨瘤含有两种病理成分：一种是软骨从干骺端向外生长，称为外生骨疣；另一种是长骨内异位软骨结节，称为内生软骨疣。在SHP2cKO小鼠掌指关节和跖趾关节中，以及桡/尺远端，可以稳定地观察到外生骨疣样骨骼表型，范围从邻近干骺骨的地方到生长板，呈连续性。还可在肋部观察到比手足部更为典型的