脉冲电磁场对大鼠椎间盘退变及A2A腺苷受体介导的活性氧/PI3K/Akt信号通路的影响

目的 观察脉冲电磁场（PEMF）对椎间盘退行性病变（IDD）大鼠髓核A2A腺苷受体（A2AR）的调控效应,并探讨其对A2AR介导的活性氧（ROS）/PI3K/Akt信号通路的影响。 方法 采用随机数字表法将50只SD大鼠分为对照组、椎间盘退行性病变组（简称模型组）、A2AR激动剂CGS-21680治疗组（简称激动剂组）、PEMF组和PEMF联合CGS-21680治疗组（简称观察组）。除对照组外,其余各组大鼠均制成IDD动物模型。制模后激动剂组向L5-6椎间盘组织注射100 μl CGS-21680,PEMF组给予PEMF干预,观察组注射CGS-21680后再给予PEMF干预,PEMF干预时间为14 d。培养大鼠原代髓核细胞,将其分为对照组、IL-1β模型组(简称IL-1β组)、激动剂组、PEMF组和观察组,各组细胞干预方法同上。于制模8周后采用HE染色评估各组大鼠椎间盘组织病理形态变化,采用TUNEL染色评估髓核细胞凋亡情况,采用免疫组化/免疫荧光法测定8-OHDG表达,采用ELISA试剂盒等检测超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）及ROS含量,采用Western blot技术检测A2AR、PI3K、AKT及p-AKT蛋白水平。 结果 模型组大鼠髓核细胞明显皱缩、坏死,纤维环断裂;观察组纤维环完整,髓核结构基本趋于正常。激动剂组、PEMF组及观察组SOD水平及A2AR、PI3K、p-AKT、AKT蛋白含量均较模型组明显升高,MDA、ROS及8-OHDG表达均显著降低（P＜0.05）;并且观察组ROS水平亦显著低于激动剂组及PEMF组（P＜0.05）,p-AKT磷酸化水平则显著高于激动剂组及PEMF组（P＜0.05）。细胞实验结果显示,激动剂组、PEMF组及观察组髓核细胞SOD水平、A2AR、PI3K、p-AKT、AKT蛋白含量均显著高于IL-1β组,MDA、ROS及8-OHDG水平均明显降低（P＜0.05）;并且观察组ROS表达亦显著低于激动剂组和PEMF组（P＜0.05）,A2AR蛋白含量及p-AKT磷酸化水平则明显高于激动剂组及PEMF组（P＜0.05）。激动剂组、PEMF组及观察组髓核细胞Bax水平均较IL-1β组显著降低,Bcl-2表达则明显升高（P＜0.05）,并且观察组细胞凋亡率亦显著低于激动剂组和PEMF组,Bcl-2表达则显著高于激动剂组及PEMF组（P＜0.05）。 结论 PEMF可通过上调A2AR活性,减少ROS生成,从而发挥抗氧化应激作用;联合A2AR激动剂能进一步激活PI3K/Akt磷酸化,下调促凋亡蛋白Bax水平,上调抗凋亡蛋白Bcl-2表达,从而抑制髓核细胞凋亡,减缓IDD恶性进展。     

腺苷受体2A调控神经肽Y抑制髓核细胞凋亡及基质降解的机制研究

目的探索腺苷受体2A(A2AR)调控神经肽Y(NPY)的机制及其在椎间盘退行性病变中对髓核细胞凋亡和细胞外基质的影响。方法采用随机数字表分组法将30只雄性SD大鼠分为5组, 每组6只。S组为对照组, 即穿刺大鼠L5～6椎间盘后注射生理盐水;M组为模型组, 即通过椎间盘穿刺联合椎间盘内注射肿瘤坏死因子α构建大鼠椎间盘退变模型;A2AR-小干扰RNA(siRNA)组、NC-siRNA组和CGS-21680组则为构建椎间盘退变模型基础上分别向椎间盘内注射A2AR的siRNA、阴性对照(NC) siRNA和A2AR激动剂CGS-21680。采用蛋白质印迹法和实时荧光定量聚合酶链反应检测A2AR、NPY、B细胞淋巴瘤/白血病-2相关X蛋白(bax)、Ⅱ型胶原(Col-Ⅱ)、蛋白激酶A(PKA)和环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(CREB)等蛋白在椎间盘中的表达。组间比较采用单因素方差分析。结果在M组中, A2AR(1.72±0.50比0.95±0.18, F=11.49, P>0.05)、NPY(0.40±0.03比0.20±0.04, F=22.08, P<0.05)和bax(0.62±...     

脉冲电磁场对椎间盘退行性病变大鼠A2A腺苷受体及p38 MAPK信号通路的影响

目的 观察脉冲电磁场（PEMF）对椎间盘退行性病变（IDD）大鼠A2A腺苷受体（A2AR）及p38 MAPK信号通路的影响。 方法 采用随机数字表法将40只SD大鼠分为对照组、IDD模型组（简称模型组）、PEMF组和PEMF联合CGS-21680治疗组（简称观察组）。将模型组、PEMF组及观察组大鼠制成IDD动物模型，PEMF组于制模后给予PEMF干预，观察组则给予PEMF干预并注射A2AR激动剂CGS-21680。于造模8周后采用番红O-快绿染色评估各组大鼠椎间盘病理改变，同时检测各组大鼠椎间盘A2AR、环磷酸腺苷（cAMP）、蛋白激酶A(PKA)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-3（Caspase-3）、Ⅱ型胶原（Col-Ⅱ）、基质金属蛋白酶-3（MMP3）表达水平。 结果 模型组大鼠髓核组织皱缩，纤维成分及软骨细胞增多，观察组大鼠髓核形态基本趋于正常，纤维环完整无破裂。模型组椎间盘组织A2AR蛋白表达及mRNA水平均高于对照组，观察组A2AR蛋白表达及mRNA水平均显著高于其他各组（P<0.05）。PEMF组和观察组椎间盘cAMP含量及PKA mRNA表达均较模型组增高，且观察组与模型组间差异具有统计学意义（P<0.05）。模型组大鼠椎间盘p38 MAPK、p-p38 MAPK含量及p-p38 MAPK/p38 MAPK比值均显著高于对照组（P<0.05），PEMF组和观察组p38 MAPK、p-p38 MAPK蛋白含量及p-p38 MAPK/p38 MAPK比值均有不同程度降低，且观察组上述指标数值均显著低于模型组（P<0.05），p-p38 MAPK蛋白含量及p-p38 MAPK/p38 MAPK比值亦显著低于PEMF组（P<0.05）。模型组大鼠Caspase-3蛋白含量及mRNA表达均显著高于对照组，PEMF组及观察组上述指标含量均较模型组明显降低（P<0.05）。模型组大鼠MMP3含量较对照组显著升高，Col-Ⅱ含量则明显下降；PEMF组、观察组MMP3含量均较模型组降低，Col-Ⅱ表达均较模型组增高，并且观察组上述指标含量与模型组间差异均具有统计学意义（P<0.05）。 结论 炎性因子刺激能活化p38 MAPK信号通路并诱导细胞凋亡，这也是促进IDD大鼠病变的重要原因之一。PEMF联合A2AR激动剂干预能激活A2AR/cAMP/PKA信号通路，进而抑制p38 MAPK磷酸化，减少髓核细胞凋亡，缓解IDD损伤。