基于AMPK/mTOR信号通路研究膝痹宁方对膝骨关节炎模型大鼠的改善作用机制

摘要

目的 基于腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路探究膝痹宁方(XBN)对膝骨关节炎(KOA)模型大鼠的改善作用机制。方法 将36只大鼠随机分为空白组、模型组、XBN组(12.56 g/kg)、XBN+二甲双胍(AMPK激动剂)组[12.56 g/kg XBN+100 mg/kg二甲双胍],每组9只。除空白组外,其余各组大鼠均通过离断前交叉韧带的方法复制KOA模型。造模成功后,各组大鼠给予相应药物/生理盐水,XBN和生理盐水每天灌胃1次,二甲双胍隔天腹腔注射1次,连续4周。观察大鼠软骨组织病理形态学变化并进行Mankin评分,检测大鼠软骨组织中聚集蛋白聚糖(Aggrecan)的表达水平,血小板反应蛋白解整合素金属肽酶4(ADAMTS-4)、ADAMTS-5、基质金属蛋白酶3(MMP-3)、MMP-13的mRNA和蛋白表达水平,及AMPK、mTOR蛋白的磷酸化水平。结果 与空白组比较,模型组大鼠软骨组织结构分层紊乱,软骨层基质淡染,潮线出现扭曲或中断,Mankin评分显著升高(P<0.05);软骨组织中Aggrecan蛋白表达水平和AMPK蛋白的磷酸化水平均显著降低(P<0.05),ADAMTS-4、ADAMTS-5、MMP-3、MMP-13 mRNA和蛋白的表达水平以及mTOR蛋白的磷酸化水平均显著升高(P<0.05)。与模型组比较,各给药组大鼠软骨病理形态学变化明显改善,上述评分或指标水平均显著逆转(P<0.05)。与XBN组比较,XBN+二甲双胍组大鼠软骨病变程度进一步减轻,上述评分或指标水平进一步改善(P<0.05)。结论 XBN可改善KOA模型大鼠的软骨损伤,促进软骨合成,减少软骨降解,其作用机制可能与激活AMPK/mTOR信号通路有关。