基于Rho/Rock信号转导通路研究透骨消痛胶囊对骨性关节炎软骨退变的影响

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目的:  探讨透骨消痛胶囊对关节软骨退变Rho/Rock信号转导通路的影响,以阐明其治疗骨性关节炎的部分作用机制。  方法:  1.采用4%木瓜蛋白酶注射建立大鼠膝骨性关节炎模型,随机分为正常组,模型组,对照组,透骨消痛胶囊大、中、小剂量组,给药8周后,收集大鼠右侧膝关节软骨,光镜和电镜检查软骨组织的形态学变化,TUNEL检测软骨细胞凋亡情况,免疫组化检测软骨细胞Rho/Rock信号转导通路上RhoA、Rac1、Cdc42及Rock1等蛋白的表达。  2.建立软骨细胞体外培养体系,甲苯胺蓝和Ⅱ型胶原染色鉴定软骨细胞。倒置显微镜观察软骨细胞的形态,MTT检测第2-4代软骨细胞的生长曲线。  3.F2软骨细胞培养72 h后,随机分为空白组、TNF-α组、透骨消痛胶囊组,除空白组外,分别加入20 ng/ml的TNF-α干预4h后,透骨消痛胶囊组换为不同浓度的药液作用24 h。MTT检测软骨细胞活性,DAPI染色检测细胞的凋亡情况,流式细胞仪检测软骨细胞凋亡和线粒体膜电位,RT-PCR及Western blot观察软骨细胞Rho/Rock信号转导通路上RhoA、Rac1、Cdc42及Rock1等基因和蛋白的表达。  结果:  1.透骨消痛胶囊对大鼠骨性关节炎模型关节软骨的大体外观、HE染色、软骨超微结构均有明显改善,TUNEL结果显示其降低软骨细胞凋亡指数,免疫组化结果显示透骨消痛胶囊下调了RhoA、Rac1、Cdc42、Rock1、PKN、ERK6、MKK3及TNF-α蛋白表达,上调了软骨细胞功能基因Cbfα1、CollagenⅡ和SOX-9的蛋白表达,与模型组比较,有显著性差异。  2.F2软骨细胞甲苯胺蓝染色,胞浆内呈紫红色异染颗粒,Ⅱ型胶原染色可见细胞胞浆异染为棕黄色颗粒,呈片状或团块状。F1-F3软骨细胞,细胞生长曲线呈典型的倒“S”形。第3-6天为对数生长期,选择F2软骨细胞铺板后6d内进行实验。  3.20 ng/ml TNF-α干预4h为诱导细胞凋亡的最佳作用浓度和时间,500μg/ml,100μg/ml,20μg/ml三个浓度,干预24 h为透骨消痛胶囊有效作用浓度和时间。各组干预后,透骨消痛胶囊组软骨细胞形态明显好于TNF-α组,凋亡细胞减少,存活率明显高于TNF-α组(P<0.01);减少软骨细胞的晚期凋亡率,提高了线粒体膜电位,保护了线粒体损伤,能不同程度地下调RhoA、Rac1、Cdc42、Rock1、PKN、ERK6、MKK3、TNF-α和Bax基因和蛋白表达,上调Cbfα1和Bcl-2的表达,上调了Bcl-2/Bax蛋白比值,与模型组比较,有显著性差异。  结论:  透骨消痛胶囊可通过抑制Rho/Rock信号通路上重要因子的信号转导,减少软骨细胞的凋亡数目,改善软骨细胞形态,减轻软骨破坏,促进软骨细胞代谢及软骨修复,维持软骨结构的相对完整,从而延缓关节软骨退变。
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