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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]。
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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,▲P < 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