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骨骼是以胶原纤维和固体无机磷酸钙构成的结缔组织,具有支撑躯体、保护内脏器官、运动等功能。软骨内成骨是骨形成的重要过程,主要通过生长板内软骨细胞增殖分化完成,软骨祖细胞需要经历静息期、增殖期、肥大前期、肥大后期钙化形成骨组织。ADAMTS家族是一类Zn2+依赖的分泌性的蛋白酶,共含有19个成员。根据结构和功能分为5类,ADAMTS18属于第五类“孤儿”蛋白酶。有报道显示ADAMTS18参与肿瘤、器官发育、凝血、动脉粥样硬化等多种生理病理过程。前期实验结果发现ADAMTS18基因敲除小鼠体型较小,ADAMTS18缺失影响软骨形成。因此本研究以ATDC5为体外细胞模型,探究ADAMTS18在软骨细胞分化中的作用及可能的分子机制。为研究ADAMTS18在软骨细胞分化中的作用,构建pc DNA3.1-ADAMTS18,sh RNA-ADAMTS18表达质粒,转染ATDC5细胞建立稳定细胞株,RT-PCR和Western blot验证ADAMTS18稳转细胞构建成功。MTT法检测ADAMTS18是否影响ATDC5细胞增殖,结果显示ADAMTS18促进ATDC5细胞的增殖。流式细胞术检测ADAMTS18对ATDC5细胞周期的影响,结果显示ADAMTS18阻滞细胞G1期。通过INS诱导ATDC5细胞分化,分别诱导培养0、5、7、10、14天,显微镜观察细胞形态变化,阿利新蓝和番红O染色结果显示诱导10天后过表达ADAMTS18软骨结节数量较多;Q-PCR检测软骨细胞分化标志基因m RNA的表达水平,结果显示过表达ADAMTS18促使Col II、Col X、MMP13、Cbfa1的表达升高,Western blot检测Col X、MMP13的蛋白水平变化,发现Col X、MMP13表达上调;沉默ADAMTS18与对照组相比,诱导10天后软骨结节数量减少,Col II、Col X、MMP13、Cbfa1的m RNA表达水平降低,Col X和MMP13蛋白水平表达明显下调。ADAMTS18可能通过调控IHH/PTHr P信号通路影响软骨细胞分化,Western blot检测IHH和PTH1R的表达变化,结果发现ADAMTS18能够增强IHH和PTH1R的表达,加入IHH/PTHr P信号通路阻断剂后发现ADAMTS18能逆转部分被抑制的IHH和PTH1R及软骨细胞分化后期标志基因Col X、MMP13的表达。综上,ADAMTS18可能通过调控IHH/PTHr P信号通路促进软骨细胞增殖,从而启动细胞周期调节机制调控软骨细胞肥大分化进程。本论文通过研究ADAMTS18在软骨细胞分化中的作用及分子机制,为ADAMTS家族成员在骨骼中的作用研究提供了新的理论依据,有助于为软骨发育相关疾病的诊断及治疗提供新的思路。