基于A3AR活化调控Wnt/β-catenin信号通路抑制细胞焦亡探究针刀疗法对膝骨关节炎的治疗机制研究

摘要

背景 针刀疗法具有暂缓膝骨关节炎（KOA）进程的作用，但其具体作用机制尚不明确。目的 探讨针刀疗法对KOA的治疗效果及可能作用机制。方法 2023年5月—2024年2月将40只SPF级健康新西兰白兔采用SPSS 26.0软件随机分为空白组、模型组、针刀组、针刀联合腺苷A3受体（A3AR）拮抗剂组、针刀联合β-连环蛋白（β-catenin）激活剂组，每组8只。空白组大兔不予任何干预，其余各组大兔采用关节腔灌注木瓜蛋白酶联合膝关节强制屈曲位法构建KOA模型。模型组大兔造模完成后不予任何干预，针刀组大兔予以针刀疗法干预，针刀联合A3AR拮抗剂组大兔予以针刀疗法联合耳缘静脉注射A3AR拮抗剂MRS1220(5 mg/kg)干预，针刀联合β-catenin激活剂组大兔予以针刀疗法联合耳缘静脉注射Wnt/β-catenin信号通路激活剂SKL2001(5 mg/kg)干预，1次/周，持续4周。于干预前、后对各组大兔行行为学观察，于干预结束后对各组大兔膝关节行影像学观察，而后观察各组大兔膝关节软骨大体形态变化，采用苏木素-伊红（HE）染色法对软骨组织行病理学观察，并分别通过Lequesne MG评分、Kellgren-Lawrence(K-L)分级、Pelletier评分及Mankin评分进行量化评估，同时采用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测膝关节软骨组织及关节液促炎症细胞因子血清肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素1β(IL-1β)、白介素18(IL-18)、基质金属蛋白酶-13(MMP-13)含量，采用Real-time PCR法检测膝关节软骨组织A3AR、Wnt3a、β-catenin、Nod样受体蛋白3(NLRP3)、半胱氨酸蛋白酶1(Caspase-1)、消皮素D(GSDMD)mRNA水平，采用Western Blotting法检测膝关节软骨组织A3AR、Wnt3a、β-catenin、NLRP3、Caspase-1、GSDMD蛋白相对表达量。结果 与空白组比较，模型组膝关节退变明显，Lequesne MG评分、K-L分级、Pelletier评分及Mankin评分升高（P<0.05），膝关节软骨组织及关节液TNF-α、IL-1β、IL-18、MMP-13含量升高（P<0.05），膝关节软骨组织A3AR mRNA水平及蛋白相对表达量降低（P<0.05），膝关节软骨组织Wnt3a、β-catenin、NLRP3、Caspase-1、GSDMD mRNA水平及蛋白相对表达量升高（P<0.05）；与模型组比较，针刀组上述指标皆上升或下降，趋于恢复至正常范围（P<0.05）；与针刀组比较，针刀联合A3AR拮抗剂组、针刀联合β-catenin激活剂组膝关节退变改善程度明显下降，Lequesne MG评分、K-L分级、Pelletier评分及Mankin评分升高（P<0.05），膝关节软骨组织及关节液TNF-α、IL-1β、IL-18、MMP-13含量升高（P<0.05），膝关节软骨组织A3AR mRNA水平及蛋白相对表达量降低（P<0.05），膝关节软骨组织Wnt3a、β-catenin、NLRP3、Caspase-1、GSDMD mRNA水平及蛋白相对表达量升高（P<0.05）。结论 针刀疗法可明显改善KOA症状，延缓KOA病程，其机制可能与其活化膝关节软骨组织中的A3AR以抑制Wnt/β-catenin信号通路的转导进而干预软骨细胞焦亡、减轻关节炎症反应并进一步缓解软骨基质降解相关。

关键词

骨关节炎,膝 / 腺苷A3受体 / Wnt/β-catenin信号通路 / 细胞焦亡 / 针刀疗法

基金资助

黑龙江省自然科学基金优秀青年项目（YQ2020H028）; 肿瘤的分子机制研究和应用合作项目（15041230003）