基于AMPK/ULK1介导的自噬通路探究牛蒡子苷元对骨关节炎大鼠软骨细胞焦亡的影响

作者：蔡猛; 陈文恒; 徐琳琳; 张永宁^*

来源：中国药学杂志, 2023, 58(20): 1839-1848.

• 骨关节炎
• 牛蒡子苷元
• 软骨细胞焦亡
• 自噬
• 腺苷酸活化蛋白激酶/UNC-51样激酶1通路

目的 探讨牛蒡子苷元(arctigenin, ARG)对骨关节炎(osteoarthritis, OA)大鼠软骨细胞焦亡的作用及调控机制。方法 实验1:选取雄性，SPF级SD大鼠50只，随机分为假手术组(sham)、OA组、ARG低剂量组(ARG-L,7.5 mg·kg-1)、ARG高剂量组(ARG-H,30 mg·kg-1)、塞来昔布组(celecoxib, 24 mg·kg-1),每组各10只。除sham组外，其余各组大鼠均采用改良Hulth法建立大鼠OA模型。造模成功后，各组大鼠给予相应的药物或生理盐水灌胃，每日1次，连续干预8周。组织病理学染色观察大鼠软骨组织病理形态学变化并进行Mankin′s评分；碘化丙啶(propidium iodide, PI)染色检测大鼠软骨细胞焦亡指数；Western blot检测细胞焦亡相关标志蛋白、腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase, AMPK)/UNC-51样激酶1(UNC-51-like kinase 1,ULK1)通路以及自噬相关标志蛋白表达；免疫荧光检测微管相关蛋白轻链3(microtubule-associated proteins light chain 3,LC3)表达。实验2:SD大鼠随机分为sham组、OA组、ARG组(30 mg·kg-1)、AMPK激动剂组(200 mg·kg-1)、ARG+AMPK抑制剂组(20 mg·kg-1),每组各10只。除sham组外，其余各组大鼠均采用改良Hulth法建立大鼠OA模型。造模成功后，各组大鼠给予相应的药物干预，每日1次，连续干预8周。组织病理学染色观察大鼠软骨组织病理形态学变化并进行Mankin′s评分；PI染色检测大鼠软骨细胞焦亡指数；Western blot检测细胞焦亡相关标志蛋白、AMPK/ULK1通路以及自噬相关标志蛋白表达；透射电镜观察自噬小体形成。结果 与sham组相比，OA组大鼠关节软骨组织损伤严重，且Mankin′s评分，细胞焦亡指数，细胞焦亡相关标志蛋白表达，p-AMPK/AMPK、p-ULK1/ULK1、LC3-II/LC3-I和苄氯素-1(Beclin-1)表达均显著降低(P<0.05)。与OA组相比，ARG-L、ARG-H组及celecoxib组大鼠关节软骨组织损伤减轻，且Mankin′s评分，细胞焦亡指数，细胞焦亡相关蛋白表达，p-AMPK/AMPK、p-ULK1/ULK1、LC3-II/LC3-I和Beclin-1表达均显著升高(P<0.05)。与ARG组相比，ARG+AMPK抑制剂组大鼠关节软骨组织损伤加重，且Mankin′s评分，细胞焦亡指数，细胞焦亡相关标志蛋白表达，p-AMPK/AMPK、p-ULK1/ULK1、LC3-II/LC3-I和Beclin-1表达均显著降低(P<0.05)。与OA组相比，AMPK激动剂组能够发挥与ARG相同的保护效应。结论 ARG能够抑制OA大鼠软骨细胞焦亡，其机制与激活AMPK/ULK1通路介导的细胞自噬相关。

• 单位
  河南医学高等专科学校; 驻马店市中心医院; 黄淮学院