桃叶珊瑚苷对膝骨关节炎小鼠的作用及机制实验研究.pdf
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1、陕 西 医 学 杂 志S h a a n x iM e d i c a l J o u r n a l2 0 2 3年9月第5 2卷第9期S e p.2 0 2 3V o l.5 2N o.9基金项目:陕西省自然科学基础研究计划项目(S 2 0 2 1-J C-Y B-0 9 3 9)通讯作者:李治琴,E-m a i l:1 5 8 2 9 6 3 4 7 2 01 6 3.c o m桃叶珊瑚苷对膝骨关节炎小鼠的作用及机制实验研究夏红丽1,田俊斌2,李治琴1(1.西安市第三医院,陕西 西安7 1 0 0 2 1;2.西安交通大学第二附属医院,陕西 西安7 1 0 0 0 4)摘 要 目的:探讨
2、桃叶珊瑚苷对膝骨关节炎(KOA)小鼠的作用及对细胞自噬和磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(P I 3 K/AK T/mT OR)信号通路的影响。方法:采用改良的H u l t h法制备膝关节KOA小鼠模型,随机分为模型组、桃叶珊瑚苷组、激动剂组、桃叶珊瑚苷+激动剂组,另设正常对照组,每组各1 0只。桃叶珊瑚苷组小鼠给予8 0m g/k g桃叶珊瑚苷灌胃;激动剂组小鼠腹腔注射0.5m o l/k g7 4 0 Y-P;桃叶珊瑚苷+激动剂组小鼠给予8 0m g/k g桃叶珊瑚苷灌胃,同时0.5m o l/k g7 4 0 Y-P腹腔注射;正常对照组和模型组小鼠分别灌胃和腹腔注
3、射等体积0.9%氯化钠溶液,1次/d,连续1 2周。采用HE染色和番红O-固绿染色观察软骨组织病理形态学变化,M a n k i n评分评估KOA严重程度。E L I S A法检测软骨组织中白细胞介素-6(I L-6)、I L-1和肿瘤坏死因子-(TN F-)水平。实时荧光定量P C R(R T-q P C R)法检测自噬相关基因(A t g 5、A t g 1 2、B a c l i n-1、L C 3)、P I 3 K、AK T和mTO RmR NA水平。蛋白印迹法检测自噬相关蛋白、L C 3/、p-P I 3 K、p-AK T、p-mT OR蛋白水平。结果:与正常对照组比较,模型组关节软
4、骨表面粗糙,细胞结构层次混乱、数量减少,潮线排列破坏严重;激动剂组软骨组织病变程度更重;桃叶珊瑚苷+激动剂组小鼠关节软骨表面稍光滑,细胞排列相对整齐、数量稍减少,潮线受损程度减轻;桃叶珊瑚苷组软骨组织病变程度明显改善。与模型组比较,桃叶珊瑚苷组M a n k i n评分、I L-6、I L-1和TN F-水平以及P I 3 K、AK T和mT ORmR NA水平降低,A t g 5、A t g 1 2和B a c l i n-1mR NA和蛋白表达升高,L C 3mR NA和L C 3/升高,p-P I 3 K、p-AK T和p-mT O R蛋白水平降低(均P0.0 5)。与桃叶珊瑚苷组比较,
5、桃叶珊瑚苷+激动剂组M a n k i n评 分、I L-6、I L-1和TN F-水 平 以 及P I 3 K、AK T和mT OR mR NA水 平 升 高,A t g 5、A t g 1 2和B a c l i n-1mR NA和蛋白表达降低,L C 3mR NA和L C 3/降低,p-P I 3 K、p-AK T和p-mT OR蛋白水平升高(均P0.0 5)。与激动剂组比较,桃叶珊瑚苷+激动剂组M a n k i n评分、I L-6、I L-1和T N F-水平以及P I 3 K、AK T和mTO RmR NA水平降低,A t g 5、A t g 1 2和B a c l i n-1mR
6、 NA和蛋白表达升高,L C 3mR NA和L C 3/升高,p-P I 3 K、p-AK T和p-mTO R蛋白水平降低(均P0.0 5)。结论:桃叶珊瑚苷可改善KOA小鼠膝关节软骨病变,减轻炎症反应,其机制可能是通过抑制P I 3 K/AK T/mTO R信号通路诱导软骨细胞自噬。关键词 膝骨关节炎;桃叶珊瑚苷;磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路;自噬;小鼠中图分类号:R2 8 5.5 文献标志码:A D O I:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 0-7 3 7 7.2 0 2 3.0 9.0 0 8E f f e c t sa n dm
7、e c h a n i s mo fa u c u b i no nk n e eo s t e o a r t h r i t i s i nm i c eX I A H o n g l i,T I ANJ u n b i n,L IZ h i q i n(X ia nN o.3H o s p i t a l,X ia n7 1 0 0 2 1,C h i n a)A B S T R A C T O b j e c t i v e:T o i n v e s t i g a t e t h ee f f e c t so f a u c u b i no na u t o p h a g y
8、a n dp h o s p h a t i d y l i n o s i t o l 3-k i n a s e/p r o-t e i nk i n a s eB/m a mm a l i a n t a r g e t o f r a p a m y c i n(P I 3 K/AK T/mT O R)s i g n a l i n gp a t h w a y i nk n e eo s t e o a r t h r i t i s(KOA)m i c e.M e t h o d s:Ak n e eKOA m o u s em o d e lw a se s t a b l i
9、s h e db ym o d i f i e d H u l t h m e t h o da n dr a n d o m l yd i v i d e di n t om o d e l g r o u p,a u c u b i ng r o u p,a g o n i s tg r o u p,a n da u c u b i n+a g o n i s tg r o u p,a n dn o r m a l c o n t r o l g r o u pw a ss e tu p,w i t h1 0m i c e i ne a c hg r o u p.T h em i c e
10、i nt h ea u c u b i ng r o u pw e r eg i v e n8 0m g/k ga u c u b i nb yg a v a g e,t h em i c e i na g o n i s tg r o u pw e r e i n t r a p e r i t o n e a l l y i n j e c t e dw i t h0.5m o l/k g7 4 0 Y-P,t h em i c e i n t h e a u c u b i n+a g o n i s t g r o u pw e r eg i v e n8 0m g/k ga u c
11、u b i nb yg a v a g ea n d0.5m o l/k g7 4 0 Y-Pb yi n t r a p e r i t o n e a l i n j e c t i o n,t h em i c ei nt h en o r m a lc o n t r o lg r o u pa n dt h em o d e l g r o u pw e r eg i v e n i n t r a g a s t r i ca d m i n i s t r a t i o na n d i n t r a p e r i t o n e a l i n j e c t i o n
12、o f t h es a m ev o l u m eo f0.9%s o d i u mc h l o r i d es o l u t i o n,o n c ead a yf o r1 2w e e k s,r e s p e c t i v e l y.T h ep a t h o l o g i c a lc h a n g e so fc a r t i l a g et i s s u ew e r eo b s e r v e db yHEs t a i n i n ga n ds a f f r o nO-s o l i dg r e e ns t a i n i n g,a
13、 n dt h es e v e r i t yo fKOAw a se v a l u a t e db yM a n k i ns c o r e.T h e l e v e l so f I L-6,I L-1a n dT N F-i nc a r t i l a g e t i s s u ew e r ed e t e c t e db yE L I S A.T h emR NAl e v e l so f a u t o p h-a g y-r e l a t e dg e n e s(A t g 5,A t g 1 2,B a c l i n-1,L C 3),P I 3 K,A
14、K Ta n dmT ORw e r ed e t e c t e db yR T-q P C R.T h ep r o t e i n l e v-e l so f a u t o p h a g y-r e l a t e dp r o t e i n s,L C 3/,p-P I 3 K,p-AK T,a n dp-mT ORw e r ed e t e c t e db yW e s t e r nb l o t.R e s u l t s:C o m p a r e dw i t ht h en o r m a l c o n t r o l g r o u p,t h e a r
15、t i c u l a r c a r t i l a g e s u r f a c eo f t h em o d e l g r o u pw a s r o u g h,t h e c e l l s t r u c-t u r ew a sd i s o r d e r l y,t h en u m b e r o f c e l l sw a s r e d u c e d,a n d t h e t i d e l i n e a r r a n g e m e n tw a s s e r i o u s l yd a m a g e d.T h ep a t h-05112
16、0 2 3年9月第5 2卷第9期S e p.2 0 2 3V o l.5 2N o.9陕 西 医 学 杂 志S h a a n x iM e d i c a l J o u r n a lo l o g i c a l c h a n g e so f c a r t i l a g e t i s s u e i na g o n i s tg r o u pw e r em o r es e v e r e.T h ea r t i c u l a rc a r t i l a g es u r f a c eo fm i c e i nt h ea u c u b i n+a g o n
17、 i s tg r o u pw a ss l i g h t l ys m o o t h,t h ec e l l sw e r er e l a t i v e l yo r d e r l ya r r a n g e d,t h en u m b e ro fc e l l sw a ss l i g h t l yr e d u c e d,a n dt h ed a m a g ed e g r e eo f t h e t i d e l i n ew a sa l l e v i a t e d.T h ep a t h o l o g i c a l c h a n g e
18、 so f c a r t i l a g e t i s s u e i nt h ea u c u b i ng r o u pw e r es i g n i f i c a n t l yi m p r o v e d.C o m p a r e dw i t ht h em o d e lg r o u p,t h eM a n k i ns c o r e,I L-6,I L-1a n dT N F-l e v e l s,P I 3 K,AK Ta n d mT O R mR NAl e v e l sw e r ed e c r e a s e d,a n dt h e mR
19、NAa n dp r o t e i ne x p r e s s i o n so fA t g 5,A t g 1 2a n dB a c l i n-1,L C 3 mR NAa n dL C 3/w e r ei n c r e a s e d,t h ep r o t e i nl e v e l so fp-P I 3 K,p-AK Ta n dp-m t o rw e r ed e c r e a s e d i nt h e a u c u b i ng r o u p.(a l lP0.0 5).C o m p a r e dw i t ht h ea u c u b i n
20、g r o u p,t h eM a n k i ns c o r e,t h el e v e l so f I L-6,I L-1a n dT N F-,a n d t h emR NAl e v e l so fP I 3 K,AK Ta n dmT O Rw e r e i n c r e a s e d,a n d t h emR NAa n dp r o t e i ne x p r e s s i o n so fA t g 5,A t g 1 2a n dB a c l i n-1,L C 3 mR NAa n dL C 3/r a t i ow e r ed e c r e
21、a s e d,w h i l ep-P I 3 K,p-AK Ta n dp-m t o rp r o t e i n l e v e l sw e r e i n c r e a s e d i nt h ea u c u b i n+a g o n i s tg r o u p(a l lP0.0 5).C o m p a r e dw i t ht h ea g o n i s tg r o u p,t h eM a n k i ns c o r e,t h e l e v e l s o f I L-6,I L-1a n dTN F-a n d t h emR NAl e v e l
22、 s o fP I 3 K,AK Ta n dmTO Rw e r ed e c r e a s e d,t h emR NAa n dp r o t e i ne x p r e s s i o n so fA t g 5,A t g 1 2a n dB a c l i n-1,L C 3mR NAa n dL C 3/w e r ei n c r e a s e d,t h ep r o t e i n l e v e l so fp-P I 3 K,p-AK Ta n dp-m t o rw e r ed e c r e a s e di nt h ea u c u b i n+a g
23、o n i s tg r o u p(a l lP0.0 5).C o n c l u s i o n:A u c u b i nc a n i m p r o v ek n e e c a r t i l a g e l e s i o n sa n dr e d u c e i n f l a mm a t o r yr e s p o n s e i nm i c ew i t hKOA,a n d i t sm e c h a n i s m m a yb e t o i n h i b i t t h eP I 3 K/AK T/mTO Rs i g n a l i n gp a t
24、 h w a y t o i n d u c e a u t o p h a g yo f c h o n d r o c y t e s.K E Y WO R D S K n e eo s t e o a r t h r i t i s;A u c u b i n;P I 3 K/AK T/mTO Rs i g n a l i n gp a t h w a y;A u t o p h a g y;M i c e 膝骨关节炎(K n e eo s t e o a r t h r i t i s,KOA)是老年患者残疾的重要原因,严重降低了患者的生活质量1。自噬是维持细胞内环境稳态的重要途径2。
25、研究3发现,补肾调肝方含药血清增强软骨细胞自噬能力,延缓大鼠关节软骨退变,起到治疗KOA的作用。研究4表明,激活自噬可在一定程度上延缓KOA进展。桃叶珊瑚苷是环烯醚萜苷类化合物,杜仲所含天然活性成分之一。研究5表明,桃叶珊瑚苷可通过诱导自噬抑制成骨细胞凋亡。研究6发现,桃叶珊瑚苷可在体外抑制白细胞介素(I n t e r l e u k i n,I L)-1诱导的软骨细胞凋亡,在体内延缓KOA小鼠病程进展。磷脂酰肌醇3-激酶/蛋 白 激 酶B/哺 乳 动 物 雷 帕 霉 素 靶 蛋 白(P h o s p h a t i d y l i n o s i t o l 3-k i n a s e
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- 珊瑚 骨关节炎 小鼠 作用 机制 实验 研究
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