淫羊藿苷介导PI3K-Akt-mTOR信号通路调控关节软骨细胞自噬对骨关节炎的作用及机制研究

目的探讨淫羊藿苷介导PI3Alpelisib临床试验K-Akt-mTOR通路调控关节软骨细胞自噬对骨关节炎(Osteoanhritis,OA)的作用机制。方法(1)体外实验:建立大鼠OA模型并进行软骨细胞的分离、培养和最佳药物浓度的确定,将软骨细胞分为6组,对照组(予空白培养基培养)、雷帕霉素组(予100nM雷帕霉素共培养)、3-甲基腺嘌呤组(予12mM 3-甲基腺嘌呤共培养)和40、60、80μM淫羊藿苷组(分别予40、60、80μM淫羊藿苷共培养)。CCK-8测定法评估软骨细胞的活力,AO-PI染色、流式细胞术观察细胞的凋亡情况,实时荧光定量PCR检测、蛋白质印迹法检测细胞自噬的相关基因表达。(2)体内实验:将大鼠分为6组,假手术组、OA组、雷帕霉素组和淫羊藿苷低、中、高剂量组,每组6只。假手术组及OA组每天腹腔注射生理盐水10mL/kg,每天1次;雷帕霉素组腹腔注射雷帕霉素1mg/kg/次,每周2次;淫羊藿苷低、中、高剂量组分别腹腔注射淫羊藿苷20、40、80mg/kg/次,每天1次。连续干预治疗4周后处死大鼠,行膝关节Micro-CT扫描和软骨组织的番红O染色、免疫组化检测、免疫荧光测定。结果(1)OA组软骨细胞中Ⅱ型胶原蛋白荧光表达强度明显低于sham组,表明成功建立了 OA模型;本实验中最终确定了 100nM雷帕霉素、12mM 3-甲基腺嘌呤和40μM、60μM、80μSTM2457生产商M淫羊藿苷作为细胞实验最佳药物浓度;(2)与对照组相比,3-甲基腺嘌呤组细胞凋亡比例增加,雷帕霉素组、淫羊藿苷组细胞凋亡比例减少,且随着淫羊藿苷浓度的增加成正比减少。此外,与对照组相比,3-甲基腺嘌呤组细胞凋亡率从20.25%增加到37.56%,雷帕霉素组和40、60、80 μM淫羊藿苷组细胞凋亡率则分别降低至 11.76%和 16.12%、12.75%、11.04%。(3)与对照组相比,ATG7、LC3、LC3-Ⅱ在3-甲基腺嘌呤组显著抑制,在雷帕霉素组和60μM和80μM淫羊藿苷组中显著升高(P<0.05,P<0.01);(4)与对照组比较,软骨细胞中 PI3K、p-AKT1、p-mTOR、p-p70S6Kp-AKT1/AKT1、p-mTOR/mTOR、p70S6K/p-p70S6K 水平在 3-甲基腺嘌呤组显著增加(P<0.01),在雷帕霉素组和80μM淫羊藿苷组中显著减少(P<0.01);(5)Micro-CT显示,与OA组比较,雷帕霉素组和淫羊藿苷组大鼠关节软骨和关节骨端的病理变化明显改善,并且以淫羊藿苷剂量依赖性方式得到改善。番红O染色显示,与OA组比较,雷帕霉素组显著改善了软骨退化和纤维层丢失,淫羊藿苷组也以与剂量成正比诱导了这种软骨改善能力。而且雷帕霉素组和淫羊藿苷各剂量组OARSI评分也显著降低(P<0.01);(6)与假手术组相比,OA组Beclin-1、ATG7和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ表达显著降低,雷帕霉素组和淫羊藿苷组表达显著升高(P<0.01),且淫羊藿苷组以剂量成正比增加;OA组的PI3K、p-AKT1、p-mTOR和p-Biotoxicity reductionp70S6K蛋白水平显著高于假手术组,但在雷帕霉素和淫羊藿苷组中被显著抑制(P<0.01),并且与淫羊藿苷剂量成正比下降。结论淫羊藿苷保护软骨细胞的机制可能是抑制PI3K-AKT-mTOR信号通路,激活软骨细胞自噬,降低软骨细胞凋亡率。