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大家好啊，欢迎大家来到大海哥的小世界~最近大海哥沉迷于学习无法自拔，感觉自己衰老了好多，难怪“细胞衰老”一直都是咱们医学友友们非常关注的热点之一，今天大海哥就借中医药发展的东风，介绍一下由重庆医科大学团队发表在N C期刊上的这项研究：大海哥之所以介绍这篇NC的研究，是因为这类研究代表了从小分子药物、代谢物、肠道菌群等方向深入展开研究的一个方法，无论你是想发在10+的期刊，还是申请国自然项目都可以参考作为模板。“小分子药物-蛋白互作”一直都是国自然热点！大海哥这里还有好多热点，比如细胞衰老、铁代谢、线粒体自噬等等，需要的友友们滴滴大海哥！大海哥还可以帮你将热点融入到课题中，为您提供全方位的生信服务哦！题目：10-羟基-2-癸烯酸通过靶向天冬氨酰β羟化酶和临床前抑制雄性小鼠软骨细胞衰老来预防骨关节炎公众号后台回复关键词“999”即可获得原文，文献编号：241126
骨关节炎（OA）作为极为常见的关节病症，其主要病理特征表现为软骨退变、合成代谢水平降低、软骨下骨重塑现象、滑膜炎症以及骨赘的产生，这些变化会致使关节的活动范围受限并引发疼痛症状。鉴于当前人口老龄化趋势不断加重，OA 的发病几率也呈现出逐年递增的态势。1、10-HDA促进增殖和合成代谢，同时抑制软骨细胞凋亡和分解代谢研究显示，促炎细胞因子可致软骨合成代谢降低、软骨细胞分解代谢增加，在 OA 发病机制中起作用。作者评估 10 - HDA 在 IL - 1β（10 ng/mL）存在时促进细胞增殖与合成代谢、抑制细胞凋亡与分解代谢的能力，发现 2、5 和 10 nM 的 10 - HDA 可提升细胞活力（图 1）。。图1 10-HDA对体外软骨细胞增殖、凋亡、合成代谢、分解代谢和炎症的影响2、10-HDA增强人软骨外植体软骨细胞的合成代谢，抑制其分解代谢 为深入探究 10 - HDA 对 OA 的作用，作者在体外以白细胞介素 - 1β（10 ng/mL）刺激 OA 患者膝关节软骨组织，并采用 10 - HDA 予以治疗。起初，检测发现在经 IL - 1β 处理的对照组中，所有细胞增殖标记基因，包括 CDK1、CDK2、CDK4、CDK6、cyclinA1、cyclinB1、cyclinD1、cyclinE1 以及 PCNA 的 mRNA 水平均呈下调态势。与之相反，在 10 - HDA 处理后，上述增殖标志物的表达则呈现上调现象（如图 2 所示）。。图2 10-HDA对人软骨组织合成代谢和分解代谢的影响3.关节内注射10-HDA可缓解手术诱导DMM模型的骨关节炎和疼痛为进一步明晰 10 - HDA 在骨关节炎（OA）体内的作用效果，作者运用实验性内侧半月板不稳定（DMM）小鼠模型开展研究。此模型具备与 OA 患者相似的病理特征，在检测各类化合物对 OA 的治疗功效方面应用广泛（图 3）。。 图3 在手术诱导的体内模型中，局部递送10-HDA可减弱OA的发展和疼痛相关行为4.口服10-HDA在DMM 模型中对OA有保护作用作者进一步对口服 10 - HDA 给 OA 小鼠造成的影响予以验证。在小鼠内侧半月板不稳定（DMM）术后第 3 天起，分别投喂添加 100mg/kg/d 的 10 - HDA 饲料以及添加羧甲基纤维素钠（CMC - Na）的对照饲料，投喂频率为每周 3 次，持续 7 周。实验结果显示口服 10 - HDA 未引发任何显著毒性，这表明其在未来 OA 临床治疗中具有安全性（图 4）。 图4 在DMM模型体内口服10-HDA可缓解OA发展和疼痛相关行为为探寻 10 - HDA 在调节软骨细胞稳态时可能的结合靶点，作者开展药物亲和力响应靶点稳定性测定实验。实验中发现熔体曲线的熔化温度（Tm）出现显著改变，这意味着 10 - HDA 在不同温度下均能提升 ASPH 蛋白的热稳定性，从而证实 10 - HDA 与 ASPH 之间存在特异性结合关系（图 5）。 图5 通过DARTS实验鉴定了10-HDA的新靶点ASPH及其功能域6.10-HDA通过ASPH的 Asp-Arg-Hydrox结构域调节软骨细胞代谢为探究 ASPH 对骨关节炎（OA）的影响，作者对 OA 患者、人软骨移植体以及 DMM 手术后小鼠的受损与未受损软骨中 ASPH 的表达进行了测定。结果显示，相较于未受损组，受损组的 ASPH mRNA 与 ASPH 蛋白水平均有所降低。为考察 10 - HDA 是否借助 ASPH 来调控软骨细胞代谢，在 HEK - 293T 细胞中运用 siRNA 技术敲低 ASPH 表达，并采用荧光素酶报告基因试验检测在 10 - HDA 缺失或存在状况下 COL2 或 MMP13 的活性。据观察，敲除 ASPH 致使活化的 COL2 荧光素酶报告基因活性减弱（图 6）。![]()
图6 ASPH在OA软骨中下调，ASPH的Asp-Arg-Hydrox结构域7、10-HDA通过抑制软骨细胞衰老来缓解骨性关节炎体外和体内实验鉴于基因集富集分析（GSEA）表明部分差异表达基因（DEGs）在细胞衰老方面存在富集现象，于是进一步在体外与体内对 10 - HDA 缓解软骨细胞衰老的作用加以验证。起初观察到，在经 10 - HDA 处理的 C28/I2 细胞中，衰老相关的β - 半乳糖苷酶（SA - β - gal）染色程度有所降低（图 7）。 研究表明，10-HDA能够增加软骨细胞的增殖和合成代谢，抑制凋亡和分解代谢，减轻疼痛，并在体内外模型中保护软骨免受损伤。此外，研究还探讨了10-HDA的安全性，通过监测体重、内部器官系数和病理检查，发现10-HDA没有引起显著的毒性，表明它未来可能用于临床治疗OA。这篇文章从“药食同源”切入，探索具体机制，如果大家想更精细的分析机制还可以用上分子对接、作用位点突变、蛋白的截断实验等策略，这么妙的思路，错过可就没了哦！具体的思路分析可以滴滴大海哥，无论您是需要生信服务器，还是生信分析，还是课题设计，大海哥都能满足你！医学海公众号持续为大家带来最新科研思路，想复现这种思路或者定制更多创新性思路欢迎直接call大海哥，竭诚为您的科研助理！
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-51746-3
