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乙酯型鱼油对小鼠骨性关节炎的改善作用

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-05-05
核心提示:骨性关节炎(OA)是一种以关节软骨退变为主要病理特征的慢性退行性疾病。最近有研究表明OA患者的关节软骨中,软骨细胞开始发生肥大向分化,出现软骨内骨化进程进而引起细胞凋亡。
   骨性关节炎(OA)是一种以关节软骨退变为主要病理特征的慢性退行性疾病。最近有研究表明OA患者的关节软骨中,软骨细胞开始发生肥大向分化,出现软骨内骨化进程进而引起细胞凋亡。因此,维持软骨细胞的正常状态对于OA的治疗至关重要。本实验中的高纯度鱼油(FO)富含乙酯型n-3系多不饱和脂肪酸(n-3 PUFA)。近来有研究表明n-3 PUFA对于哺乳动物雷帕霉素靶点(mTOR)(自噬负调节因子)有重要的调节作用。现阶段关于鱼油对OA的报道仅局限在改善疼痛和抗炎方面,关于鱼油对关节软骨细胞自噬的调节还鲜有报道。
 
  来自中国海洋大学食品科学与工程学院的王凯、朱玉婕、李媛媛和王静凤*等人采用手术方式建立内侧半月板不稳(DMM)小鼠OA模型,在动物体内探究了乙酯型鱼油对骨性关节炎软骨退变的影响,进一步研究了乙酯型鱼油对软骨细胞自噬的调节作用机制。本研究的主要意义在于为乙酯型鱼油改善骨性关节炎软骨退变进程提供新的理论依据,也为乙酯型鱼油的进一步高值化利用提供参考。
 
  1、乙酯型鱼油能显着改善骨性关节炎小鼠的软骨结构,抑制软骨退变进程
 
  相对于Sham组,DMM组软骨结构破坏严重,蛋白多糖流失加重,提示关节炎小鼠出现明显的软骨退变现象。另外,OARSI评分显着升高也进一步说明这一结果。FO干预后,透明软骨厚度、HC/CC比例相对DMM组平均上升了125.73%和152.03%(P<0.01)。钙化软骨厚度平均降低10.66%(P<0.05)。软骨面积和厚度分别增加了61.63%和31.88%,OARSI评分较DMM组平均降低42.19%(P<0.01)。以上结果综合说明FO能够明显改善OA小鼠的软骨结构,抑制软骨退变,维持软骨基质成分的稳定。
 
  2、乙酯型鱼油能够促进软骨合成代谢关键基因的mRNA表达水平
 
  DMM组Acan和Col2α1的mRNA表达水平较Sham组极显着降低(P<0.01),说明在OA病理进程中软骨基质的合成代谢受到抑制。给予FO干预后,Acan和Col2α1的表达水平明显上升,并且有一定的剂量效应关系,FO-H组Acan和Col2α1 mRNA的表达量较DMM组分别极显着升高197.24%和107.95%(P<0.01)。以上结果提示FO能够上调软骨基质的主要成分Acan和Col2α1的mRNA表达水平,改善软骨基质的合成代谢过程。
 
  3、乙酯型鱼油能够抑制软骨细胞成熟肥大相关基因的mRNA表达水平
 
  相对于Sham组,DMM组Col10α1、Runx2的mRNA的表达水平极显着升高(P<0.01),进一步说明了OA进程中关节软骨细胞出现明显的成熟肥大向分化。经不同剂量的FO干预后,软骨组织Col10α1和Runx2 mRNA的平均表达水平较DMM组分别降低27.52%和32.88%(P<0.01),以上结果提示FO能够显着抑制OA进程中关节软细胞的成熟肥大。
 
  4、乙酯型鱼油能够调节软骨细胞凋亡关键基因的mRNA表达水平
 
  与Sham 组相比,DMM组Bax和Caspase-3的mRNA表达量极显着上升(P<0.01),而抗凋亡因子Bcl-2的mRNA表达水平显着下降,提示关节软骨细胞凋亡进程被激活。FO干预后能明显改善这一趋势,FO-H组的Bax和Caspase-3 mRNA表达量较DMM组分别下降了27.11%和38.45%(P<0.01),Bcl-2的表达量较DMM组升高了63.82%(P<0.01)。以上结果共同说明FO能够抑制软骨中促凋亡关键基因的表达,促进抑凋亡关键基因表达,从而抑制OA病理中关节软骨的异常凋亡进程。
 
  5、乙酯型鱼油能够促进软骨细胞自噬相关基因的mRNA表达水平
 
  DMM组的mTOR表达量较Sham组极显着升高(P<0.01),而LC-3B和ATG-5的表达量极显着降低(P<0.01),提示OA中mTOR出现异常高表达并抑制了软骨细胞的自噬进程。不同剂量的FO均能改善这一情况,并有一定的剂量效应关系。FO-L组和FO-H组的mTOR mRNA表达量较DMM组平均下降了26.05%(P<0.05),LC-3B和ATG-5的mRNA表达量分别升高了57.71%和50.34%(P<0.01)。这表明FO能够显着下调OA进程中自噬抑制因子mTOR的表达水平从而激活软骨细胞自噬进程,维持软骨细胞的正常表型,从而抑制软骨退变。
 
  结 论
 
  苏木精-伊红和甲苯胺蓝染色分析表明FO能够显着改善软骨结构,维持软骨基质的稳定。qPCR结果表明,FO能显着提高Acan、Col2α1的mRNA表达,维持软骨细胞正常表型;抑制Col10α1、Runx-2、Bcl-2、Bax和Caspase-3的表达,抑制软骨细胞的肥大分化及异常凋亡。同时,FO能够显着降低mTOR的mRNA表达,提高LC-3B和ATG-5的mRNA表达,促进自噬进程,维持软骨的稳态。结论:FO能够通过激活软骨细胞自噬进程来抑制骨性关节炎小鼠的软骨退变进程。
 
 
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