人参皂苷CK调控佐剂性关节炎大鼠成纤维样滑膜细胞糖酵解的作用及机制

目的:观察人参皂苷CK(Ginsenoside metabolite compound K,CK)对佐剂性关节炎(Adjuvant arthritis,AA)大鼠的治疗作用;明确CK对AA大鼠成纤维样滑膜细胞(Fibroblast-like synoviocytes,FLS)活化及糖酵解的调控作用;明确CK调控FLS糖酵解的分子机制。方法:1.使用完全弗氏佐剂建立大鼠AA模型。实验分为四组(n=10):正常组,AA组,CK(80 mg/kg)组和地塞米松(Dexamethasone,Dex,1 mg/kg)组,从第15天开始,使用CK(每天1次,i.g.)和Dex(每3天1次,iGefitinib核磁.p.)治疗大鼠,共计给药18天;对大鼠全身炎症、足爪肿胀度和关节炎指数进行评分并使用X射线观察骨损伤情况;苏木精-伊红(HE)染色观察滑膜、关节和脾脏病理学变化;提取腹腔巨噬细胞观察其极化状态及功能的改变。2.提取大鼠关节滑膜组织并培养其FLS。为探究CK对FLS活化的作用,使用CCK-8(Cell counting kit-8,CCK-8)检测FLS增殖能力,Annexin V-FITC/PI双染法和JC-1荧光探针检测FLS凋亡情况并检测经典凋亡调控因子Caspase3,Bax和Bcl2的蛋白表达水平,划痕实验及Transwell小室检测FLS迁移和侵袭能力;为了探究CK对FLS糖酵解的作用及机制,检测滑膜组织及FLS中糖酵解相关因子GLUT1、HK2和PKM2的表达水平,以及FLS中葡萄糖消耗和乳酸的分泌,并进一步检测滑膜组织和FLS中GR/NF-κB/HIF-1α通路相关蛋白的表达水平。3.使用肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)刺激正常FLS构建体外炎症模型。为了进一步探究糖皮质激素受体GR在CK调控糖酵解中的作用,分别对FLS进行GR si RNA转染和GR过表达质lncRNA-mediated feedforward loop粒转染。对于GR si RNA转染组,分为:Control组、TNF-α组、TNF-α+CK组、TNF-α+CK+si NC(Negative control si RNA)组和TNF-α+CK+si GR(GR si RNA)组;对于GR过表达质粒转染组,分为:Control组、TNF-α组、TNF-α+CK组、TNF-α+CK+vector(Negative control vector)组和TNF-α+CK+oe GR(Over-expression of GR)组;并检测糖酵解相关因子和NF-κB/HIF-1α通路相关蛋白的表达水平。结果:1.CK(80 mg/kg)可缓解AA大鼠全身炎症、足爪肿胀度、关节炎指数及骨损伤情况;减轻滑膜组织增生、炎性细胞浸润、骨侵蚀及脾脏白髓的增生;上调抗炎的M2型巨噬细胞标AZD9291体外志物Arg1并下调促炎的M1型巨噬细胞标志物i NOS的表达水平,此外还抑制巨噬细胞的迁移及吞噬能力。2.相较于AA组,CK(80 mg/kg)治疗组显著抑制FLS的增殖、迁移及侵袭能力并促进其凋亡;同时,与AA组相比,CK(80 mg/kg)治疗组显著下调GLUT1、HK2、PKM2和NF-κB/HIF-1α通路相关蛋白的表达,并显著抑制FLS中葡萄糖消耗及乳酸的分泌。3.在TNF-α(30 ng/m L)刺激的体外模型中,浓度为30μM的CK可显著抑制FLS的增殖率;与TNF-α+CK组相比,经GR si RNA转染(即TNF-α+CK+si GR组)或GR过表达质粒转染(即TNF-α+CK+oe GR组)的FLS中,CK对糖酵解相关因子及NF-κB/HIF-1α通路相关蛋白水平的抑制作用分别被减弱或增强。结论:1.人参皂苷CK缓解佐剂性关节炎大鼠的炎症表现,增强对关节软骨及骨的保护作用;2.人参皂苷CK抑制FLS的活化及其糖酵解水平;3.人参皂苷CK依赖GR下调NF-κB/HIF-1α信号通路抑制FLS糖酵解水平。