Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł badawczy

Mechanizm molekularny hydroksylowego żółtego A w chorobie zwyrodnieniowej stawów kolana poprzez modulację autofagii poprzez hamowanie szlaku HIF-1α/BNIP3

424 wyświetleń

DOI:

10.3791/69491

4 listopada 2025

W tym artykule

Podsumowanie

Hydroksylowy Safflower Yellow A (HSYA) łagodzi chorobę zwyrodnieniową stawów kolana poprzez wspomaganie autofagii i proliferacji chondrocytów, jednocześnie hamując apoptozę i stan zapalny poprzez hamowanie szlaku HIF-1α/BNIP3.

Streszczenie

Redukcja autofagii w tkance chrząstki jest ściśle powiązana z rozwojem choroby zwyrodnieniowej stawów kolana (KOA), jednak mechanizmy, dzięki którym hydroksylowy żółty A (HSYA) wywiera działanie ochronne, pozostają niedo do końca poznane. W tym badaniu wyizolowano ludzkie chondrocyty KOA i przypisano do różnych grup leczenia, w tym do kontroli normalnej, modelu pustego, HSYA, inhibitora czynnika hipoksyjnego-1α (HIF-1α), induktora autofagii, HSYA w połączeniu z inhibitorem HIF-1α oraz HSYA w połączeniu z induktorem autofagii. Prozapalne cytokiny (IL-1β, TNF-α, IL-6) zostały zmierzone za pomocą ELISA, ekspresja białek HIF-1α, BNIP3 oraz markerów związanych z autofagią została zbadana metodą Western blotting, a autofagiczne pęcherzyki w mitochondriach oceniono za pomocą barwienia monodansylkadawerynowego i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. W porównaniu z kontrolą kontrolną w formie normalnej, grupa z modelem bez danych wykazała istotnie podwyższone poziomy IL-1β, TNF-α, IL-6 i HIF-1α, wraz z wyższymi wskaźnikami apoptozy, zmniejszoną proliferacją oraz obniżeniem poziomu białek związanych z autofagią (P < 0,05). Leczenie HSYA, inhibitorem HIF-1α lub induktorem autofagii znacząco zwiększyło ekspresję białek związanych z autofagią oraz obniżyło poziom cytokiny zapalnej. Ponadto HSYA w połączeniu z inhibitorem HIF-1α lub induktorem autofagii wywołała najbardziej wyraźne efekty, z wyraźnym zmniejszeniem uwalniania cytokin i apoptozy, a także zwiększoną proliferacją chondrocytów i formowaniem mitochondrialnych pęcherzyków autofagicznych (P < 0,05). Wyniki te pokazują, że HSYA wywiera działanie chondrogprotekcyjne u KOA, przynajmniej częściowo, poprzez hamowanie szlaku HIF-1α/BNIP3, co sprzyja autofagii i łagodzi uszkodzenia zapalne w chondrocytach.

Wprowadzenie

Jako powszechna przewlekła choroba ortopedyczna, choroba zwyrodnieniowa stawów kolana (KOA) dotyka osoby w średnim i starszym wieku, znacząco wpływając na ich jakość życia 1,2. Pomimo powszechnego występowania, dokładna etiologia i mechanizmy patofizjologiczne leżące u podstaw KOA pozostają niew w pełni poznane. Ponadto zarówno profilaktyka, jak i leczenie lecznicze podkreśla pilność rozwikłania złożonych patologicznych podstaw tego schorzenia. Jednym z obszarów rosnącego zainteresowania jest rola autofagii w homeostazie chrząstki, a coraz więcej dowodów sugeruje, że zmniejszona autofagia w tkance chrząstki pr....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Wszystkie procedury z udziałem próbek ludzkich zostały zatwierdzone przez Komisję Etyki Centralnego Szpitala Ludowego w Zhanjiang (Z. Zatwierdzenia nr KY-YS-2021-09). Przed pobraniem próbki uzyskano pisemną świadomą zgodę wszystkich uczestników. Odczynniki i używany sprzęt są wymienione w Tabeli Materiałów.

1. Pacjenci i projekt badań

Zrekrutowano trzydziestu pacjentów z diagnozą zwyrodnieniowego stawów kolana (KOA) i poddawanych całkowitej artroplastyce kolana. W grupie było 14 mężczyzn i 16 kobiet w wieku 52-75 lat (średnia ± SD: 64,3 ± 12,6 lat), wszyscy spełniający kryteria KOA....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Wpływ HSYA na ekspresję prozapalnych cytokin chondrocytów (IL-1β, TNF-α, IL-6)
W porównaniu z grupą kontrolną w normie, wszystkie pozostałe grupy wykazały istotnie podwyższone poziomy cytokin prozapalnych (IL-1β, TNF-α i IL-6) (P < 0,05, Tabela 1, rysunek 1A-G). Leczenie HSYA, inhibitorem HIF-1α, induktorem autofagii, inhibitorem HSYA + HIF-1α lub induktorem HSYA + autofagii istotnie obniżyło poziom cytokin w porównani.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Choroba zwyrodnieniowa stawów (OA), powszechna choroba przewlekła, znacząco pogarsza jakość życia pacjentów. Spośród różnych podtypów OA, KOA jest najczęstszy, przyczyniając się do globalnego obciążenia chorobami. Pomimo wysokiej częstości występowania, dokładna etiologia i podstawowe mechanizmy patofizjologiczne KOA pozostają nieuchwytne. Złożona interakcja między procesami mechanicznymi i biochemicznymi w chrząstce stawowej, szczególnie regulacja funkcji chondrocytów, jest kluczowa w patogenezie KOA. Warto zauważyć, że.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy deklarują brak konkurencyjnych interesów.

Podziękowania

Prace te były wspierane przez Biuro Medycyny Chińskiej prowincji Guangdong

(Grant nr 20221446).

....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
1% czterotlenku osmuNauki o mikroskopii elektronowej19150Dalsze poprawki i barwienia próbek do analizy TEM
2% glutaraldehyduSigma-AldrichG5882Fiksuje komórki do przygotowania próbek TEM
4% paradehyduServicebioG1101Utrwala komórki do barwienia MDC i przygotowania próbek TEM
AG1478Selleck CorporationS100520 mg/kg dożylnie, inhibitor kinazy receptora ErbB w modelu szczura
Zestaw do wykrywania apoptozy Annexin V-FITC/PIBiobagnoBS3030Barwi komórki apoptotyczne do wykrywania cytometrii przepływowej
Induktor autofagii (RAPA)Sigma CorporationR0395Rapamycyna, induktor autofagii, stosowana przy 10 nmol/L w eksperymentach z chondrocytami
Przeciwciało Beclin1Santa Cruz BiotechnologySC-48341Główne przeciwciało do wykrywania zachodniego blotu białka Beclin1 związanego z autofagią
Przeciwciało BNIP3Santa Cruz BiotechnologySC-517348Główne przeciwciało do wykrywania zachodniej plamy BNIP3
Inkubator dwutlenku węglaYihengBPN-150CWdo hodowli komórek
Dimetylsulfotlenek (DMSO)Sigma-AldrichD2650Rozpuszcza kryształy formazonu w teście MTT
DMEMBeyotimeC0001Podłoże do hodowli komórkowych, uzupełnione 10% FBS do hodowli chondrocytów
Czytnik mikropłyt ELISAThermo Fisher ScientificMultiskan FCMierzy wartości OD w testach ELISA i MTT
Reagent o zwiększonej chemiluminescencji (ECL)Thermo Fisher Scientific32106Wizualizuje pasma białek w Western Blot
Żywica epoksydowa (EPON812)Nauki o mikroskopii elektronowej14120Osadza próbki do sekcjonowania TEM
FBSBeyotimeC0205Serum krówego płodu, dodane do DMEM dla odżywiania chondrocytów
Cytometr przepływowyBeckman (wspomniany za apoptozę)CytoFLEX SWykrywa tempo apoptozy chondrocytów oraz markery komórkowe
Mikroskop fluorescencyjnyOlympusIX73Obserwuje pęcherzyki autofagiczne barwione MDC
System obrazowania żelowegoBio-RadChemiDoc XRS+Uchwyca i ilościowo określa pasma białkowe z Western blot
HIF-1α PrzeciwciałoSanta Cruz BiotechnologySC-13515Główne przeciwciało do wykrywania zachodniej plamy HIF-1 i alfa;
HIF-1α inhibitor (YC-1)Selleck CorporationS1047HIF-1α inhibitor szlaku, stosowany w 10 & mu; mol/L w eksperymentach komórkowych
Wysokoobrotowa chłodzona wirówkaEppendorf5430RUżywane do rozdzielania składników
Przeciwciało wtórne sprzężone z HRPJackson ImmunoResearch115-035-003Wiąże pierwotne przeciwciała do wzmacniania sygnału w Western blot
IL-1β Zestaw ELISABiologia ShenggongC5236Quantifies IL-1β poziomy w supernatantach komórkowych za pomocą ELISA
Zestaw IL-6 ELISABiologia ShenggongC5237Ilościowo określa poziomy IL-6 w supernatantach komórkowych za pomocą ELISA
Przeciwciało LC3Santa Cruz BiotechnologySC-398822Główne przeciwciało do wykrywania zachodniego blotu białka LC3 związanego z autofagią
Lipofektamin 3000 odczynnikThermo Fisher ScientificL3000001Lipidowy odczynnik transfekcyjny do tansfekcji
Monodansylkadaweryna (MDC)Sigma-AldrichD40080,05 mol/L, barwi pęcherzyki autofagiczne do mikroskopii fluorescencyjnej
MTT ReagentBeyotimeC00090,5 mg/mL, stosowane w testie MTT do oceny proliferacji chondrocytów
NanoDrop 2000Thermo Fisher ScientificND-1000Określ stężenie RNA
Zestaw NRG1 ELISAAbcam (Wielka Brytania)ab213961Mierzy stężenie NRG1 w tkankach serca za pomocą ELISA
Przeciwciało P62Santa Cruz BiotechnologySC-28359Główne przeciwciało do wykrywania zachodniego blotu białka P62 związanego z autofagią
Przeciwciało fosforylowane ErbB4 (p-ErbB4)PowinowactwoAF3445Główne przeciwciało do wykrywania zachodniej plamy aktywowanego ErbB4
PrimeScript RT Reagent KitTakaraRR047AOdwrotna transkrypcja RNA w celu dostarczenia szablonów do eksperymentu qPCR
System PCR w czasie rzeczywistym ilościowyBio-RadCFX96do detekcji RT-PCR
Rekombinowany ludzki NRG1 (rh-NRG1)R& D Systems396-HBIniekcja dożylna 5 mg/kg w celu aktywacji szlaku NRG1/ErbB4 w modelu szczura
Bufor RIPAMeilunbioMA0151Bufor lizowy z inhibitorami proteazy/fosfatazy do ekstrakcji białek
Żółty A (HSYA)Chengdu Mansit Biotechnology Co., Ltd.Must-160601Składnik bioaktywny z Carthamus tinctorius L., stosowany w wieku 100 i mu; mol/l w leczeniu chondrocytów
Sprzęt SDS-PAGEBio-RadMini-PROTEAN TetraRozdziela białka według masy cząsteczkowej w Western blot
TB Green Premix Ex Taq IITakaraRR820Adla eksperymentu qPCR
TNF-α Zestaw ELISABiologia ShenggongC5238Ilościowo określa TNF i alfa; poziomy w supernatantach komórkowych za pomocą ELISA
Całkowite przeciwciało ErbB4Proteintech19943-1-APGłówne przeciwciało do wykrywania całkowitego ErbB4 przez Western blot
Transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM)Hitachi (wspomniane dla pęcherzyków autofagicznych)H-7650Obserwuje pęcherzyki autofagiczne w mitochondriach na poziomie ultrastrukturalnym
Odczynnik TrizolThermo Fisher Scientific15596026do ekstrakcji RNA
Trypsin-EDTAGibco (Thermo Fisher)25200056Wykorzystywany do enzymatycznego trawienia chrząstki stawowej w celu izolowania chondrocytów
Kolagenaza typu II (0,02%)Worthington BiochemicalCLS-2Trawi tkankę chrząstki w celu izolacji chondrocytów
β-przeciwciało katenoweSanta Cruz BiotechnologySC-7963Wewnętrzne przeciwciało referencyjne do normalizacji Western blot

Bibliografia

  1. Sharma, L. Osteoarthritis of the knee. N Engl J Med. 384 (1), 51-59 (2021).
  2. Kang, H. R., et al. Efficacy and safety of electrical moxibustion for knee osteoarthritis: Study protocol for a randomized controlled trial. Trials. 19 (1), 159(....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Modulacja autofagiiHIF 1 alfaproliferacja chondrocyt wcytokiny zapalnewestern blottingtransmisyjna mikroskopia elektronowaautofagia mitochondri w