蛋白酪氨酸激酶抑制剂PP1对膝骨关节炎作用的实验研究

目的:膝骨关节炎(Knee Osteoarthritis,KOA)发病过程中普遍发现基质金属蛋白酶和聚蛋白多糖酶的表达增加,导致胶原和蛋白多糖降解、关节软骨细胞出现变性坏死。但骨关获悉更多节炎的发病机理尚未十分明确,目前临床常用药物仅能使OA症状缓解,尚缺少改善OA病情的药物,因此寻找新的有效治疗OA的药物具有重要意义,本文拟通过细胞层面的体外实验、组织层面的体内动物实验的研究,来探讨并验证蛋白酪氨酸激酶抑制剂PP1在骨关节炎软骨细胞中的表达情况,探讨通过腹腔注射PP1对小鼠关节退行性变及骨关节炎进展的影响。方法:(1)体外细胞实验:利用大鼠乳鼠提取正常的软骨细胞并培养,将培养的软骨细胞分为4组,利用白细胞介素1β(Interlcukin-1beta,IL-1β)构建软骨细胞炎症模型,对照组(予F12基础培养基培养)、IL-1β组(予10ng/ml IL-1β+F12共培养)、PP1组(分别予5μM、50μM PP1+IL-1β10 ng/ml共培养),通过实时聚合酶链反应(Real-time PCR,RT-PCR)、Western blot实验以及免疫荧光技术(Cellular immunofluorescence technique)检测PP1干预IL-1β诱导的炎症软骨细胞的抗炎作用及调控机制。(2)体内实验:将小鼠分为4组假手术组、OA组、PP1低、高剂量组,每组6只。采用内侧半月板失稳(Destabilization of the Medial meniscus,DMM)模型构建小鼠的KOA模型,假手术组及0A组每2天通过腹腔注射生理盐水10m L/kg/次,PP1低、高剂量组分别腹腔注射PP1 0.5mg、5mg/kg/次,每2天注射1次,连续干预治疗4周后处死小鼠,行小鼠膝关节Micro-CT扫描、三维重建及统计学分析和小鼠膝关节软骨组织苏木精一伊红染色(Hematoxylin-Eosinstaining,HE)、番红O-快绿染色、阿尔新蓝染色、免疫荧光检测分析研究小鼠KOA关节退行性变及炎症反应中的PP1的作用和影响膝骨关节炎进展的机制。结果:(1)通过软骨细胞实验中与ILMesoporous nanobioglass-1β组相比,PP1组细胞调亡比例更少,RT-PCR、Western blot、免疫荧光结果显示PP1降低了炎症因子的表达量,PP1对软骨细胞起保护作用,且随着PP1药物浓度的增加成正比。(2)在小鼠膝骨关节炎动物实验中,HE、阿尔新蓝、番红o-固绿、组织荧光等染色结果,以及Micro-CT扫描结果表明腹腔注射PP1可以抑制DMM手术诱导的软骨破坏和骨赘生成,PP1能有效延缓膝骨关节炎骨微结构的病理变化。结论:(1)体外实验通过IL-1β构建炎症软骨细胞,发现炎症状态下PP1可抑制软骨细胞炎症介质表达,减轻炎症反应。点击此处(2)本研究通过构建小鼠KOA模型,采用PP1腹腔注射干预,发现PP1能延缓小鼠膝骨关节炎的退行性性变。