Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
รูปแบบการถอดรหัสพันธุกรรมโดยการใช้เทคนิคนาโนสตริง ของเซลล์กดภูมิคุ้มกันที่มาจากไมยีลอยด์ชนิดโมโนไซต์ในผู้ป่วยโรคข้อเข่าเสื่อม
Year (A.D.)
2024
Document Type
Thesis
First Advisor
Rangsima Reantragoon
Faculty/College
Faculty of Medicine (คณะแพทยศาสตร์)
Degree Name
Master of Science
Degree Level
Master's Degree
Degree Discipline
Medical Sciences
DOI
10.58837/CHULA.THE.2024.113
Abstract
Osteoarthritis (OA) is a widespread degenerative joint disease marked by cartilage destruction. This study investigates the role of monocytic myeloid-derived suppressor cells (M-MDSCs) in OA, focusing on their gene expression profiles and their relationship with body mass index (BMI) in knee OA patients. Previous research has shown a positive correlation between M-MDSCs and BMI in OA. We explored the role of M-MDSCs derived from the infrapatellar fat pad (IPFP) in OA patients.Using NanoString technology, we examined the transcriptional profile of M-MDSCs from the IPFP of knee OA patients undergoing total knee replacement surgery, categorized into different BMI groups. Flow cytometry identified and analyzed the abundance and function of M-MDSCs across these groups. Gene expression analysis specifically, Nanostring techonology, revealed significant BMI-influenced differences, with higher BMI groups showing distinct gene regulation patterns associated with inflammation and cartilage degradation. Additionally, an in vitro study generated M-MDSCs from peripheral blood monocytes and treated them with conditioned media from knee OA patients of varying BMI to support the results of ex vivo study.Our findings indicate that higher BMI correlates with an increased number of M-MDSCs. Inflammatory pathways, cartilage degradation, and osteoclastogenesis were upregulated. Obesity appears to drive chronic inflammation through M-MDSCs, which secrete pro-inflammatory cytokines, exacerbating OA. Elevated saturated fatty acids in obesity activate the TLR4 pathway, promoting inflammatory responses that damage joints. Leptin from adipose tissue and increased STAT1 expression further enhance inflammation. ADAMTS4 contributes to cartilage and matrix degradation, while genes like FYN, BTK, FOSL1, and TNFRSF11A promote osteoclastogenesis, leading to bone resorption, a key aspect of OA pathology. This study underscores the complex link between obesity and OA and highlights the potential of targeting M-MDSCs for therapeutic interventions in OA management.
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
โรคข้อเข่าเสื่อม เป็นโรคข้อที่พบได้มากโดยเฉพาะในผู้สูงอายุ ซึ่งมีลักษณะเด่นคือการทำลายกระดูกอ่อนในข้อเหล่านั้น การศึกษานี้มุ่งเน้นศึกษาบทบาทของเซลล์กดภูมิคุ้มกันที่ได้จากไมยีลอยด์ชนิดโมโนไซต์ (monocytic-myeloid derived suppressor cells) ในข้อของผู้ป่วยโรคข้อเข่าเสื่อม โดยเฉพาะลักษณะการแสดงออกของยีนและความสัมพันธ์กับดัชนีมวลกายในผู้ป่วยโรคข้อเข่าเสื่อม เนื่องจากความอ้วนเป็นหนึ่งในปัจจัยเสี่ยงที่สำคัญต่อการเกิดโรคข้อเข่าเสื่อม งานวิจัยก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างเซลล์กดภูมิคุ้มกันจากไมยีลอยด์ชนิดโมโนไซต์และดัชนีมวลกายในโรคข้อเข่าเสื่อม โดยหากยิ่งน้ำหนักมากจะยิ่งมีปริมาณของเซลล์ชนิดนี้มากขึ้น เราได้ทำการศึกษาบทบาทของเซลล์กดภูมิคุ้มกันจากไมยีลอยด์ชนิดโมโนไซต์ที่ได้จากไขมันใต้กระดูกสะบ้าในผู้ป่วยโรคข้อเข่าเสื่อมเราได้ตรวจสอบโปรไฟล์การถอดรหัสของเซลล์กดภูมิคุ้มกันจากไมยีลอยด์ชนิดโมโนไซต์จากไขมันใต้กระดูกสะบ้าของผู้ป่วยโรคข้อเข่าเสื่อมข้อเข่าที่ได้รับการผ่าตัดเปลี่ยนข้อเข่าทั้งหมด โดยใช้เทคโนโลยี นาโนสตริง โดยแบ่งเป็นกลุ่มตามดัชนีมวลกายที่แตกต่างกัน การทำ โฟลไซโตเมตรี (flow cytometry) ใช้ในการระบุและวิเคราะห์ปริมาณและหน้าที่ของเซลล์กดภูมิคุ้มกันจากไมยีลอยด์ชนิดโมโนไซต์ในแต่ละกลุ่ม การวิเคราะห์การแสดงออกของยีนโดยเฉพาะเทคโนโลยี นาโนสตริง ได้แสดงความแตกต่างที่ได้รับอิทธิพลจากดัชนีมวลกาย โดยกลุ่มที่มีดัชนีมวลกายสูงแสดงรูปแบบการควบคุมยีนที่ชัดเจนเกี่ยวข้องกับการอักเสบและการสลายกระดูกอ่อน นอกจากนี้ ทางคณะผู้จัดทำได้ทำการศึกษาที่นำเซลล์กดภูมิคุ้มกันจากไมยีลอยด์ชนิดโมโนไซต์ที่ถูกเปลี่ยนมาจากเซลล์โมโนไซต์ในเลือดมาทำการเลี้ยงในน้ำเพาะเซลล์ที่ทำมาจากไขมันใต้กระดูกสะบ้า จากผู้ป่วยโรคข้อเข่าเสื่อมที่มีดัชนีมวลกายแตกต่างกันเพื่อสนับสนุนผลการศึกษาก่อนหน้าผลการวิจัยของเราบ่งชี้ว่าดัชนีมวลกายที่สูงขึ้นสัมพันธ์กับจำนวนเซลล์กดภูมิคุ้มกันจากไมยีลอยด์ชนิดโมโนไซต์ที่เพิ่มขึ้น กระบวนการการอักเสบ การสลายกระดูกอ่อน และการเกิดเซลล์สลายกระดูก (osteoclast) มีเพิ่มขึ้น โรคอ้วนอาจถูกอนุมานได้ว่าอาจกระตุ้นการอักเสบเรื้อรังผ่านเซลล์กดภูมิคุ้มกันจากไมยีลอยด์ชนิดโมโนไซต์ ซึ่งหลั่งไซโตไคน์ (cytokines) ที่กระตุ้นการอักเสบ ทำให้โรคข้อเข่าเสื่อมรุนแรงขึ้น กรดไขมันอิ่มตัวที่สูงในโรคอ้วนกระตุ้นการทำงานของ Toll-like receptor 4 ส่งเสริมการตอบสนองต่อการอักเสบที่ทำลายข้อ เลปติน (leptin) จากเนื้อเยื่อไขมันและการแสดงออกของ STAT1 ที่เพิ่มขึ้นยิ่งกระตุ้นการอักเสบมากขึ้น ADAMTS4 มีส่วนร่วมในการสลายกระดูกอ่อนและเมทริกซ์ (matrix) ของกระดูกอ่อน ขณะที่ยีนเช่น FYN, BTK, FOSL1 และ TNFRSF11A ส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงเป็นเซลล์สลายกระดูก (osteoclast) ซึ่งนำไปสู่การสลายกระดูกซึ่งเป็นลักษณะสำคัญของพยาธิสภาพโรคข้อเข่าเสื่อม การศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงความเชื่อมโยงที่ซับซ้อนระหว่างโรคอ้วนและโรคข้อเข่าเสื่อม และความสำคัญและบทบาทของเซลล์กดภูมิคุ้มกันจากไมยีลอยด์ชนิดโมโนไซต์ต่อการเกิดโรคข้อเข่าเสื่อม โดยอาจนำไปสู่การรักษาโรคข้อเข่าเสื่อมที่จำเพาะมากขึ้นในอนาคตได้
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
Shotelersuk, Varote, "Gene expression by nanostring rna profiling of monocytic myeloid-derived suppressor cells in knee osteoarthritis" (2024). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 11853.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/11853