Все исследования были одобрены Институциональным комитетом по уходу и лечению животных Медицинского университета Сюйчжоу. Реагенты и используемое оборудование перечислены в Таблице материалов.
1. Животная модель
Взрослые самцы и самки крыс Sprague-Dawley (SD) весом от 250 до 300 г были приобретены в Центре экспериментальных животных Медицинского университета Сюйчжоу. Крыс разводились в специальной комнате без патогенов. Экспериментальные процедуры на животных, включая лечение, уход и выбор конечной цели, следовали рекомендациям «Исследования животных: отчетность экспериментов in vivo». Эксперименты на животных проводились с использованием рандомизации. Крысы с синдромом SD были сгруппированы на четыре группы (n = 8 на группу): нормальная группа (без операции, нормальное питание) (нормальная группа), фиктивная группа (фиктивная операция: разрез кожи и мышц без пересечения передней крестообразной связки [ACLT], затем физиологическая жидкость), группа KOA/NC (операция ACLT + физиологическая жидкость), KOA/OST группа (ACLT операция + OST gavage). Модель колена крысы KOA была построена с использованием метода пересечения пересечения крестообразной связки (ACLT), как описаноранее 29. Физиологической группе вводили физиологический раствор через гаваж, а группе OST — через гаваж в течение 4 недель. Доза ОСТ составляет 50 мг/кг массы тела (растворяется в PEG 400 и разбавлен физиологическим физиологическим раствором), а частота введения — один раз в день в течение 4 недель в разделе крыс. Затем крыс усыпляли для анализа (согласно официально утверждённым протоколам). Ткани либо сразу замораживались в жидком азоте, либо фиксировались в 4% параформальдегиде.
2. Клеточная культура
Линия клеток человеческих хондроцитов (C28/I2) была получена из Американской коллекции типовых культур (ATCC, Манассас, Вирджиния). Клетки культивировались в соответствии с рекомендациями ATCC и использовались в течение 6 месяцев.
Условия культуры: среда DMEM/F-12, дополненная сывороткой из 10% плода и 1% пенициллин-стрептомицином, инкубирована при 37 °C в увлажнённом инкубаторе с содержанием 5%CO2 .
Обработки: Клетки были засеяны в 1 × 106 клеток/скважину в пластинах с 6 колодцами; после 24 часов спайки их лечили ЛПС (1 мкг/мл) самостоятельно или ОСТ (100 мкм) в течение 24 часов.
3. Анализы жизнеспособности клеток
Клетки хондроцитов были коинкубированы с OST или LPS в различных концентрациях в пластинах с 96 лунками. Анализ CCK8 отражает жизнеспособность клетки, обнаруживая поглощение (OD450 нм) с помощью считывателя микропластин, при этом более высокие значения OD указывают на более жизнеспособные клетки.
Градиент концентрации OST: 0, 25, 50, 100, 200, 400 мкм (инкубация 24 часа). Анализ CCK8 показал >90% жизнеспособность клеток во всех концентрациях, что подтверждает нетоксичность соединения.
Градиент концентрации LPS: 0, 0,1, 0,5, 1, 2 мкг/мл (инкубировался 24 часа). Группа LPS 1 мкг/мл имела жизнеспособность клетки ~50% (по сравнению с группой Ctrl), поэтому эта концентрация была выбрана для последующих экспериментов.
4. Окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) и сафанином O окрашиванием
Ткани встраивались в парафин, девизировались, регидратировали и окрашивались реагентами H&E и Safranin O/Fast Green согласно инструкциям производителя. Условия окрашивания: рабочая концентрация AO составляла 1 мкг/мл; клетки инкубировали при 37 °C в течение 5 минут в темноте.
Количественный метод: Положительный коэффициент AVO был рассчитан путём подсчёта оранжевых пунктных клеток в 5 случайных полях (×400 увеличения) на выборку с помощью программного обеспечения ImageJ. Затем срезы фиксировались под микроскопом BX43 (увеличение ×400).
5. Потоковая цитометрия
Клетки были собраны и вновь суспендированы в растворе Annexin-V FITC/PI для анализа апоптоза. Условия инкубации: Клетки были повторно суспендированы при 1 × 106 клеток/мл в растворе Annexin-V FITC/PI (KeyGEN) и инкубированы при комнатной температуре в течение 15 минут в темноте.
Стратегия гейтинга: Вперёд (FSC ) против использовались боковые шлюзы рассеяния (SSC) для исключения элементарного мусора; Клетки Annexin-V FITC⁺/PI⁻ были определены как раннеапоптотические, а клетки Annexin-V FITC⁺/PI⁺ — как позднее апоптотические. График гейтинга включен в Дополнительный файл 1 (сырые данные потоковой цитометрии). Клетки собирались с помощью потокового цитометра. Данные анализировались с помощью программного обеспечения Flow Jo.
6. Трансфекция плазмид и мимика
MiR-34a mimic (34a-mimic), неспецифический управляющий мимик (NC) были получены из коммерческого источника. Клетки были трансфектированы плазмидами с использованием LipofectamineTM 3000 согласно инструкциям производителя.
7. Акридино-оранжевое пятно
Аутофагию обычно оценивали с помощью окрашивания акридином в оранжевый цвет в клетках. После обработки клеток LPS или OST в определённых концентрациях в течение 24 часов их инкубировали с AO (1 мкг/мл) при 37 °C в течение 5 минут в темноте. Изображения были сделаны с помощью лазерного конфокального микроскопа. Положительный коэффициент AVO был рассчитан путём подсчёта оранжевых пункта-клеток в 5 случайных полях (×400 увеличения) на выборку с помощью программного обеспечения ImageJ. Данные представлены как средние ± SD по трём независимым экспериментам.
8. Наблюдение с помощью трансмиссионного электронного микроскопа
Образцы фиксировались в 2,5% глутаральдегиде и 1% тетроксиде осмия, затем обезвоживались, промывали и импрегнировали. После полимеризации образцы разрезали на секции толщиной 70 нм с помощью ультрамикротома. Ультраструктура клеток наблюдалась с помощью трансмиссионной электронной микроскопии.
9. Иммуноблот
Моноклональное антитело мыши (Abs) против Bcl-2 (#68103), поликлональное антитело кролика против LC3 (#14600-1-AP), IL-6 (21865-1-AP) и моноклональное антитело мыши против β-актина (#66009-1-lg) были приобретены у Proteintech. Вторичные ABS, конъюгированные с IRDye 800CW Goat (поликлональный), анти-Rabbit IgG (H+L) или IRDye 800CW Goat (поликлональный) антимышиный IgG (H+L), были коммерчески получены. Клетки были лизированы в анализе на лизис целой клетки, отделённом электрофорезом на гель-электрофорезе SDS-полиакриламид. Белки были обнаружены с помощью первичных ABS и соответствующих вторичных ABS. Нагрузка белка составляла 30 мкг на полосу; первичное разбавление антител: Bcl-2 (1:1000), LC3 (1:1500), β-тубулин (1:5000); вторичные антитела (IRDye 800CW) использовались при 1:10 000, IL-6 (1:800). Затем белковые полосы были зафиксированы с помощью усиленной системы лазерного сканирования с хемилюминесценцией. Белковые диапазоны были количественно измерены программным обеспечением ImageJ.
10. Количественная полимеразная цепная реакция в реальном времени (qRT-PCR)
Общие РНК были выделены из клеток с помощью реагента Тризол. cДНК, полученные из общего количества РНК, были синтезированы с помощью регентного набора cDNA и проанализированы методами SYBR Green. cДНК, полученные из miRNA, были синтезированы с помощью набора miRcute и miRNA для первой цепи cDNA и проанализированы с помощью набора miRcute и miRNA qPCR. Все процедуры выполнялись в соответствии с производственным протоколом. Экспрессия целевого транскрипта была рассчитана с помощью метода 2-△△CT . GADPH и U6 использовались в качестве управления нагрузкой для мРНК и миРНК соответственно. Последовательность праймеров приведена в таблице 1.
11. Анализы репортёров Luciferase
Дикий тип psiCHECK2- Bcl-2-3′UTR репортерная плазмида (WT) и psiCHECK2-Bcl-2-3′UTR репортерная плазмида с мутантом на месте связывания miR-34a (Mut). Репортеры и мимика miR-34a были совместно трансфектированы в клетки хондроцитов с использованием LipofectamineTM 3000. Клетки извлекались и лизировались после 24 часов трансфекции. Интенсивность люциферазы затем измерялась с помощью набора Dual-LumiTM Reporter Gene Assay согласно инструкции производителя.
12. Тесты на анализ походки
Система MGT-PR использовалась для наблюдения за бегущими движениями конечностей крыс в каждой группе. Перед испытаниями крысам позволяли адаптироваться к условиям взлётно-посадочной полосы. Данные о походке во время свободной ходьбы были зафиксированы три последовательных действительных испытания ходьбы для каждой крысы. Анализируемые параметры включали длину шага, длительность замаха и координацию между правой и левой задними конечностями.
13. Статистический анализ
Эксперименты проводились в трёх экземплярах и независимо повторялись как минимум три раза. Статистический анализ проводился с помощью программного обеспечения GraphPad Prism 9. Данные были показаны как средние ± SD. Статистические различия оценивались с помощью одностороннего ANOVA (пост-хок теста Тьюки) для множественных сравнений или двухсторонним тестом Стьюдента для двух сравнений экспериментальных групп. Различия были признаны значимыми на уровне p < 0,05.