跨膜蛋白208可影响人软骨细胞的自噬和线粒体功能

摘要

背景:软骨细胞自噬水平下降是骨关节炎发病的重要机制之一。自噬抑制基因跨膜蛋白208在晚期膝骨关节炎患者软骨组织中表达升高,该基因可能通过抑制软骨细胞自噬促进骨关节炎发展。目的:通过体外骨关节炎模型,观察软骨细胞跨膜蛋白208基因表达对自噬和线粒体功能的影响。方法:软骨组织来源于膝关节表面置换患者术中废弃软骨,非负重面轻度病变软骨(OuterbridgeⅠ-Ⅱ级)作为早期组,负重面重度病变软骨(OuterbridgeⅢ-Ⅳ级)作为晚期组,检测不同软骨组织跨膜蛋白208含量。实验方案符合北京大学第一医院对研究的相关伦理要求,软骨组织供者及其家属在充分了解治疗方案的前提下签署了“知情同意书”。取第4代人正常关节软骨细胞,通过白细胞介素1β刺激人正常软骨细胞诱导骨关节炎体外模型;另外加入自噬激活剂雷帕霉素或自噬抑制剂3-MA预处理软骨细胞后,再加入白细胞介素1β刺激12,24,48h,观察软骨细胞状态。Real Time PCR检测不同病变软骨组织跨膜蛋白208基因的表达;Western Blot检测自噬相关蛋白轻链蛋白3B、P62表达评价自噬水平;AnnexinV-FITC法评估软骨细胞的凋亡情况;MitoSOX Red dye和JC-1染料荧光显色评价线粒体损伤情况。结果与结论:①骨关节炎患者重度退变软骨组织跨膜蛋白208表达升高;②用白细胞介素1β刺激软骨细胞12,24和48h后,软骨细胞跨膜蛋白208表达水平先降后升,自噬水平先升后降,凋亡水平逐渐升高,线粒体损伤逐渐加重;③雷帕霉素能明显降低跨膜蛋白208的表达量,提高自噬水平,降低白细胞介素1β刺激后软骨细胞的凋亡和线粒体损伤;④结论:跨膜蛋白208可抑制软骨细胞自噬,其表达增高可能导致软骨细胞应激状态下的损伤增加。