保护软骨细胞,守护关节健康 | 关于膝骨关节炎防治的探究

学术   2024-12-19 19:19   浙江  


膝骨关节炎(KOA)是以关节软骨退变为主要原因的膝关节退行性疾病,临床发病率高,对患者的身心健康和生活质量造成了严重影响[1,2]


软骨细胞分泌的细胞外基质(ECM)是维持关节软骨内环境稳定的主要途径,ECM 框架的稳定性对其内的软骨细胞代谢平衡、增殖分化等过程十分重要[4],ECM 的降解与合成失衡可导致关节软骨病变加剧[3]。炎症状态下,关节软骨细胞分泌的基质降解酶增多,如胶原酶可裂解 Ⅱ 型胶原,导致 ECM 框架稳定性降低,增值活力下降[5]


图 1. 关节软骨详解


因此,增加软骨细胞活力,增加 Ⅱ 型胶原合成,减少其凋亡,维持 ECM 降解与合成平衡对改善 KOA 有重要临床意义[1]。非甾体抗炎药艾瑞昔布可选择性抑制环氧化酶 2(COX-2),对 KOA 有显著治疗作用[2],但其对 KOA 关节软骨细胞的具体影响尚缺乏深入报道。


一篇发表在《中国药理学杂志》上的研究,探讨了艾瑞昔布对离体培养膝骨关节炎软骨细胞活力、Ⅱ 型胶原合成及细胞凋亡的影响[1]


图 2. 研究方法


艾瑞昔布可提高 KOA 关节软骨细胞活力,延缓关节软骨退变


各组培养 1 d 后,MTT 实验 OD 值比较,差异均无统计学意义(均 P > 0.05);培养 3 和 7 d 后,模型组 MTT 实验 OD 值均低于对照组,实验组均高于模型组,差异均有统计学意义(均 P < 0.05)。


表 1:各组 KOA 关节软骨细胞活力(光密度值)比较(`x ±s)

注:与对照组同一时间相比,*P < 0.05;与模型组同一时间相比,#P < 0.05;与 1 d 相比,P < 0.05;与 3 d 相比, < 0.05


培养 3 和 7 d 后,模型组细胞活力值低于对照组,提示炎症状态下人 KOA 关节软骨细胞增殖活力被抑制;与模型组比较,实验组细胞活力升高,表明艾瑞昔布可提高炎症状态下人 KOA 关节软骨细胞增殖活力。


艾瑞昔布可增加 Ⅱ 型胶原合成,提升软骨弹性与抗压性


培养 7 d 后,对照组、模型组和实验组 KOA 关节软骨细胞中 Ⅱ 型胶原免疫细胞化学染色平均灰度值分别为 140.34 ± 8.70,121.00 ± 10.21 和 152.16 ± 9.35,模型组细胞中 Ⅱ 型胶原平均灰度值明显低于对照组,实验组明显高于模型组,差异均有统计学意义(均 P < 0.05)。


图 3:KOA 关节软骨细胞中 Ⅱ 型胶原免疫细胞化学染色(×200)

(从左至右分别为对照组、模型组、实验组)


培养 7 d 后,模型组 Ⅱ 型胶原平均灰度值低于对照组,提示炎症状态下人 KOA 关节软骨细胞中 Ⅱ 型胶原合成减少;与模型组比较,实验组 Ⅱ 型胶原平均灰度值升高,表明艾瑞昔布可促进 Ⅱ 型胶原合成。


艾瑞昔布可抑制关节软骨细胞凋亡,保护软骨组织完整性


培养 7 d 后,对照组、模型组和实验组 KOA 关节软骨细胞的凋亡率分别为(5.70 ± 1.23)%,(40.26 ± 3.12)% 和(17.12 ± 2.06)%,模型组的细胞凋亡率明显高于对照组,实验组的细胞凋亡率明显低于模型组,差异均有统计学意义(均 P < 0.05)。


图 4:KOA 关节软骨细胞流式细胞凋亡图(从左至右分别为对照组、模型组、实验组)


培养 7 d 后,模型组细胞凋亡率高于对照组,提示炎症状态下人 KOA 关节软骨细胞凋亡增加;与模型组比较,实验组细胞凋亡率降低,表明艾瑞昔布可抑制关节软骨细胞凋亡。


抽丝剥茧,艾瑞昔布如何影响软骨细胞代谢?


COX-2 促进关节软骨病变发展


COX-2 是花生四烯酸代谢为不稳定环内过氧化物及进一步合成 PGE2 的关键酶,COX-2 可由多种炎症介质诱导生成,在炎症反应中发挥重要作用。


图 5. 模型组炎症反应


艾瑞昔布通过抑制 COX-2 信号通路发挥作用,保护关节软骨内环境


艾瑞昔布是一种选择性 COX-2 抑制剂,通过抑制 COX-2 信号通路发挥治疗作用。艾瑞昔布干预后,实验组的 COX-2、EP4 蛋白表达水平均明显降低,PGE2 蛋白表达水平明显升高,提示艾瑞昔布可能通过下调 COX-2、EP4,上调 PGE2 表达发挥调控作用。艾瑞昔布可有效抑制炎症反应,抑制炎症介质的表达,从而减少软骨细胞外基质中 Ⅱ 胶原的分解,保护关节软骨内环境,细胞凋亡率降低。




总结

艾瑞昔布在 KOA 治疗中展现出多维度积极作用及明确作用机制。其可提高离体培养 KOA 软骨细胞活力、增加 Ⅱ 型胶原合成、抑制细胞凋亡,可能与抑制 COX-2 信号通路有关,为其应用于 KOA 的治疗提供了更多证据支持。从细胞代谢关键环节改善关节病理状态、缓解症状并提升患者生活质量。期待未来艾瑞昔布能有更广泛的临床应用。


✩ 本文仅供医疗卫生等专业人士参考


内容策划:杨娜

项目审核:徐靖杨

题图来源:丁香园


参考文献

[1] 李冰言,徐祥均,牟志芳,等.艾瑞昔布对离体培养膝骨关节炎软骨细胞的作用及机制[J].中国临床药理学杂志,2022,38(15):1800-1804.

[2] 叶淑屏.艾瑞昔布治疗膝骨关节炎的有效性和安全性[J].哈尔滨医药,2020,40(06):515-516.

[3] Primorac D, Molnar V, Rod E, et al. Knee Osteoarthritis: A Review of Pathogenesis and State-Of-The-Art Non-Operative Therapeutic Considerations. Genes (Basel). 2020 Jul 26;11(8):854.

[4] Gao Y, Liu S, Huang J, et al. The ECM-cell interaction of cartilage extracellular matrix on chondrocytes. Biomed Res Int. 2014;2014:648459.

[5] 贝宇飞,朱清,王静,等.蛇床子素对Ⅱ型胶原蛋白诱导的关节炎大鼠软骨损伤的改善及免疫调节作用[J].南京医科大学学报(自然科学版),2020,40(04):521-527.


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