FeO_x/NC纳米酶清除ROS保护软骨细胞的作用研究

摘要

目的：探讨铁氧化物（FeO_x/NC）纳米酶对大鼠骨关节炎（OA）的软骨保护作用及其机制。方法：合成并表征FeO_x/NC纳米酶，检测其模拟超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）活性的能力。体外提取SD大鼠软骨细胞，设正常对照组、H₂O₂组、NC+H₂O₂组及FeO_x/NC+H₂O₂组，采用CCK-8法和Calcein-AM/PI染色评估生物相容性，ROS探针检测其清除ROS能力。利用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）、免疫荧光和蛋白免疫印迹法（western blotting）检测MMP-13和IL-6的基因与蛋白表达。将20只大鼠随机分为假手术组、生理盐水组、NC组和FeO_x/NC组，除假手术组外，其余3组通过前交叉韧带横断术构建OA模型，观察关节大体形态，并通过HE染色与番红O—固绿染色评估组织病理变化。结果：TEM结果证实FeO_x/NC纳米酶成功合成，具备类SOD、CAT和GPx活性。CCK-8与Calcein-AM/PI染色实验表明其对软骨细胞无明显毒性。ROS探针检测结果显示，FeO_x/NC+H₂O₂组的荧光强度明显低于H₂O₂组（P<0.000 1）。RT-qPCR结果显示，与H₂O₂组相比，FeO_x/NC+H₂O₂组MMP13和IL-6基因表达水平降低（P<0.001或P<0.000 1）。免疫荧光结果显示，FeO_x/NC+H₂O₂组MMP-13荧光强度显著低于H₂O₂组（P<0.000 1）。western blotting结果显示，与H₂O₂组相比，FeO_x/NC+H₂O₂组MMP-13和IL-6蛋白表达水平显著降低（P<0.000 1）。大体观察和组织学染色结果显示，相比于生理盐水组，FeO_x/NC组的关节软骨组织损伤有所减轻。结论：FeO_x/NC纳米酶具有出色的生物相容性和多酶催化活性，能够清除软骨细胞内的ROS，抑制氧化应激，缓解OA的进展。

关键词

纳米酶 / 活性氧 / 骨关节炎