自噬在骨关节炎软骨细胞退变中的表达变化

目的：探讨自噬在骨关节炎(OA)软骨细胞中的表达及意义。方法收集临床 OA 及正常骨关节软骨标本各6例,分为 OA 组和对照组。免疫组化法检测自噬相关蛋白微管相关蛋白轻链3(LC3)和 Beclin-1在软骨组织中表达情况。分离关节软骨细胞并在低氧环境下培养,采用瞬时转染绿色荧光蛋白 LC3(GFP-LC3)在激光共聚焦显微镜下观察各组软骨细胞自噬变化,并用 Western blot 法检测软骨细胞中 LC3蛋白表达情况。结果 OA 组软骨组织中 LC3蛋白和Beclin-1蛋白的表达显著高于对照组(P <0．05);在 OA 组发现大量自噬颗粒形成,OA 组 GFP-LC3细胞阳性率显著高于对照组;OA 组软骨细胞中 LC3蛋白从 LC3-Ⅰ向 LC3-Ⅱ转换表达显著高于对照组。结论自噬在 OA 软骨细胞退变的过程中起着重要作用,为 OA 发病机制的研究提供新的方向。     

p53在骨关节炎软骨组织中的表达及与关节软骨细胞自噬的关系研究

目的:研究p53在骨关节炎软骨组织中的表达及与关节软骨细胞自噬的关系。方法:对20例骨关节炎患者(OA组)及10例正常膝关节软骨组织(对照组),用实时定量PCR(real-time PCR)、免疫组化等方法检测p53及Beclin1在膝关节软骨中的表达与分布,并对两者进行相关性分析。结果:p53在OA组的表达明显高于正常对照组(P0.05),OA组关节软骨组织中Beclin1的表达量明显低于正常对照组(P0.01),p53与Beclin1在软骨组织中表达呈负性相关(r=-0.629,P0.05)。结论:骨关节炎中p53的高表达能够抑制软骨细胞自噬,从而减弱软骨细胞对凋亡抵抗能力,促进软骨细胞凋亡。     

SIRT1在骨性关节炎滑膜中表达的相关研究

目的：探讨沉默信息调节因子2相关酶1(SIRT1)在骨性关节炎(OA)正常滑膜组织及细胞中表达的差异性。方法膝关节滑膜细胞培养传代,甲苯胺蓝染色观察细胞形态,Western blot 法检测滑膜组织及细胞中 SIRT1的表达情况;免疫组织化学法对滑膜细胞检测 SIRT1表达情况及表达部位。结果甲苯胺蓝实验显示 OA 及正常滑膜细胞无明显形态学差异;免疫细胞化学法显示 SIRT1在滑膜细胞胞质中广泛表达,染色强度 OA 组较正常组明显降低(t =20．208, P <0．01);Western blot 法显示在滑膜细胞中 OA 组 SIRT1表达明显低于正常对照组((t =8．619,P <0．01);在滑膜组织中 OA 组 SIRT1的表达亦明显低于正常对照组(t =7．664,P<0．01)。结论 SIRT1与 OA 导致滑膜炎的发生发展密切相关,为 SIRT1可以作为 OA 治疗的靶点提供一个新的理论依据。     

黄芪甲苷对人膝骨关节炎退变关节软骨IL-1β表达的影响

目的 研究黄芪甲苷对人膝骨关节炎退变关节软骨IL-1β表达的影响.方法 取膝骨关节炎患者手术后的退变膝关节软骨,进行细胞培养,将培养的软骨细胞分离传代后,取第三代细胞,通过HE、Ⅱ型胶原免疫荧光染色进行软骨细胞鉴定,并进行IL-1 β免疫荧光染色.观察软骨细胞退变情况后分为6组(A组:软骨细胞+DMEM对照组;B组:软骨细胞+25 mmol/ L黄芪甲苷;C组:软骨细胞+50 mmol/L黄芪甲苷;D组:软骨细胞+75 mmol/L黄芪甲苷;E组:软骨细胞+100 mmol/L黄芪甲苷;F组:软骨细胞+500 mmol/L黄芪甲苷),取4、8、24、48、72 h采用实时荧光定量聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)检测各组退变软骨细胞内IL-1βmRNA的表达情况.结果 ①形态观察.原代细胞中梭形细胞和多角形细胞并存,细胞核偏于细胞的一侧而贴近细胞膜,细胞纤丝较长.HE染色细胞质为红色,胞膜呈蓝色;甲苯胺蓝染色细胞质和胞膜均呈深蓝色;Ⅱ型胶原染色阳性为绿色荧光,细胞核采用4’,6-二脒基-2-苯基吲哚复染,在不同波段荧光激发下,胞浆和胞膜可见清晰绿色荧光,细胞核区域未见明显绿色荧光,证明培养细胞表达特征性基因Ⅱ型胶原,主要分布在胞浆和细胞膜上,证明所培养的细胞为软骨细胞.IL-1 β免疫荧光染色可见清晰绿色荧光,软骨细胞以多角形多见.②IL-1 βmRNA表达.不同时间点间软骨细胞IL-1βmRNA表达水平有差异(F=13.236,P＜0.01);不同组间软骨细胞IL-1βmRNA表达水平有差异(F=98.762,P＜0.01),A组高于B组、C组、D组、E组(P＜0.05～0.01),F组高于A组、B组、C组、D组、E组(P＜0.05～0.01);时间因素和组间因素存在交互效应(F=7.262,P＜0.01).结论 一定浓度的黄芪甲苷能通过抑制退变软骨细胞合成IL-1 β,延缓软骨细胞退变;浓度过高则会促进退变软骨细胞合成IL-1 β,加速软骨细胞退变.     

氧化应激相关细胞衰老指标与骨关节炎的相关性探讨

目的 通过检测软骨细胞衰老相关指标,探讨软骨细胞衰老与骨关节炎(OA)发病的相关性。方法 选取2018年1月—2020年12月南京鼓楼医院骨科需手术住院的OA患者及非OA患者各6例,分离培养膝关节软骨细胞,分为正常软骨细胞组(对照组)、OA软骨细胞组(OA组),选P2代细胞分别进行β-半乳糖苷酶染色检测,收集细胞行流式细胞仪检测细胞活性氧(ROS)水平、线粒体膜电位,定量PCR(qPCR)检测细胞P21、P53基因mRNA表达,采用Western blotting检测软骨细胞中P21、P53蛋白水平。结果 OA组软骨细胞β-半乳糖苷酶染色阳性率显著增高,OA组ROS水平[(24.72±2.40)%]较对照组[(4.96±0.14)%]明显升高(P<0.01),OA组JC-1染色绿色荧光强度[(21.87±3.03)%]即细胞线粒体膜电位下降明显高于对照组[(3.13±0.25)%,P<0.01];OA组P21、P53基因mRNA表达量(2.72±0.21、2.90±0.23),较对照组表达量(1.00±0.03、1.00±0.06)显著增加(均P<0.05)。OA组周...     

姜黄素可能通过上调Prdx6蛋白表达抑制软骨细胞铁死亡

目的 探究姜黄素(Cur)调控过氧化物酶6(Prdx6)蛋白表达在抑制C28/I2人正常软骨细胞系铁死亡中的作用及可能机制。方法 番红固绿和HE染色观察骨关节炎(OA)大鼠膝关节病理学改变。免疫组化和Western blot法分析检测Prdx6、GPX4蛋白在OA软骨组织中的表达。用不同浓度Cur处理C28/I2软骨细胞系，噻唑蓝(MTT)法检测细胞活力，乳酸脱氢酶(LDH)检测细胞毒性。流式细胞术检测软骨细胞中脂质活性氧(ROS)的产生，总谷胱甘肽(GSH)检测试剂盒检测软骨细胞中GSH含量。Western blot法检测软骨细胞中Prdx6和铁死亡相关蛋白的表达。分子对接技术探究Cur分子与Prdx6蛋白之间的相互作用。结果 OA发病进程中，OA大鼠和OA患者出现软骨损伤、软骨细胞数量减少等病理学改变。与正常人相比，OA患者软骨组织中Prdx6、GPX4蛋白表达降低。进一步研究显示20μmol/L Cur可以抑制铁死亡诱导剂(Erastin)诱导的C28/I2软骨细胞系铁死亡，提高细胞活力，降低细胞毒性，抑制脂质ROS的产生，提高细胞内GSH含量，并增加Prdx6、SLC7A11、...     

吲哚美辛对大鼠骨关节炎模型关节软骨中IL-6表达的影响

目的研究环氧合酶-2(COX-2)抑制剂对大鼠骨关节炎模型关节软骨中白介素-6(IL-6)表达的影响。方法健康雄性Wistar大鼠30只,随机分为对照组、骨性关节炎组(OA组)和COX-2抑制剂(吲哚美辛)处理组,每组10只。利用膝关节注射4%的木瓜蛋白酶溶液的方法制作骨关节炎模型。采用关节炎评分法评定各组大鼠平均关节炎指数,Western blot方法检测关节软骨中IL-6蛋白的表达变化,RT-PCR方法检测关节软骨中IL-6 mRNA的表达变化。结果 OA模型组随着造模时间的延长,关节出现了重度红肿现象,对照组关节无任何异常变化;与OA模型组比较,吲哚美辛组的关节炎症反应呈现消退现象。术后8周检测关节软骨中IL-6蛋白及mRNA表达的变化,结果发现IL-6蛋白及mRNA在对照组大鼠关节软骨中仅有微量表达,而在OA组大鼠关节软骨表达则显著升高(P0.01);与OA组相比,吲哚美辛组大鼠关节软骨中IL-6蛋白表达显著降低(P0.01)。结论吲哚美辛可通过下调IL-6蛋白的表达参与骨关节炎的发病机制。     

骨关节炎软骨破坏与凋亡相关蛋白survivin、caspase-3和bcl-xl的表达的相关性研究

目的 研究骨关节炎(OA)患者关节软骨细胞凋亡和软骨破坏的关系,为用药物控制凋亡作为治疗OA的潜在治疗策略提供理论依据.方法 应用原位凋亡方法(TUNEL)检测OA患者(n=20)以及以股骨颈骨折患者为对照组(n=8)的关节软骨细胞的凋亡情况,并通过凋亡软骨细胞的分布来半定量地评估软骨的破坏程度;应用免疫组织化学方法检测凋亡相关蛋白survivin(SVV)、caspase-3和bcl-xl的表达,研究OA软骨破坏与凋亡蛋白表达的相关性.结果 在软骨破坏的相对早期即可以检测凋亡软骨细胞,而且与软骨破坏的程度显著相关(r=0.476,P=0.007),正常对照组组织则含有较少凋亡细胞(P=0.000).SVV表达在有降解损害的软骨细胞和软骨表层细胞中,与正常对照组之间差异有统计学意义(r=0.413,P=0.008),而且与TUNEL染色阳性凋亡细胞的数量有一定的相关性.与SVV相比,caspase-3表达范围较广,在相对正常的软骨区域也可检测到.软骨组织中未见明确的bcl-xl蛋白表达.结论 OA软骨细胞凋亡的程度与软骨破坏程度密切相关,在软骨的降解损害过程中,SVV和caspase-3蛋白的表达对OA软骨细胞的凋亡过程起到一定的作用.     

盘龙七片调控SIRT1/NF- κB通路对骨关节炎软骨细胞凋亡的影响

目的 观察盘龙七片对骨关节炎（osteoarthritis,OA）小鼠沉默信息转录调控因子（silent information regulator type 1,SIRT1）/核因子- κB（nuclear factor- kappa B,NF- κB）通路及软骨细胞凋亡的影响。方法 手术切除右膝关节内侧半月板和前交叉韧带复制小鼠OA模型。将小鼠分为正常对照组,模型组,阳性对照组,盘龙七片低、中、高剂量组。通过番红O- 快速绿染色观察膝关节结构变化,进行Mankin评分评估关节炎严重程度,流式细胞术检测软骨细胞凋亡指数,qRT- PCR检测Bax、Bcl- 2、Caspase- 3 mRNA表达水平,Western blot法检测软骨细胞 SIRT1、NF- κB蛋白表达水平。结果 与正常对照组比较,模型组小鼠膝关节软骨细胞凋亡率增加,Bax、Caspase- 3 mRNA和NF- κB蛋白表达水平显著增加,Bcl- 2 mRNA和SIRT1蛋白表达水平显著降低,差异均有统计学意义（P<0.05）;与模型组比较,阳性对照组与盘龙七片低、中、高剂量组小鼠膝关节软骨细胞凋亡率显著降低,Bax、Caspase- 3 mRNA和NF- κB蛋白表达水平显著降低,Bcl- 2 mRNA和SIRT1蛋白表达水平显著增加,差异均有统计学意义（P<0.05）,盘龙七片的作用呈明显的剂量依赖性。结论 盘龙七片可抑制OA小鼠膝关节软骨细胞凋亡,其作用机制可能与调节SIRT1/NF- κB信号通路相关。     

Wnt3a/β-catenin信号通路诱导人关节软骨间充质祖细胞增殖能力和向软骨分化的能力

目的研究Wnt3a/β-catenin信号通路对人关节软骨间充质祖细胞(mesenchymal progenitor cells,MPCs)老化的影响。方法 RT-PCR和Western blot检测正常人(对照组)和原发性骨关节炎(osteoarthritis,OA)患者(OA组)MPCs中Wnt3a/β-catenin的表达。Western blot检测β-catenin在Wnt3a/β-catenin信号激活与阻断后细胞中的积累,MTT检测细胞的增殖情况,RT-PCR检测细胞向软骨细胞诱导后的分化情况。结果 OA组MPCs中Wnt3a和β-catenin蛋白表达明显高于对照组;在Wnt3a/β-catenin信号通路激活的对照组MPCs中β-catenin积累增加,阻断后β-catenin积累降低;Wnt3a/β-catenin信号通路激活的对照组MPCs增殖能力降低,阻断后增殖能力提高;Wnt3a/β-catenin信号通路激活的对照组MPCs向软骨细胞诱导分化后较对照组MPCs中Ⅱ型胶原、aggrecan、SOX9表达降低(P<0.01);Wnt3a/β-catenin信号通路激活的同时加入阻断剂,Ⅱ型胶原、aggrecan、SOX9表达有明显恢复(P<0.05);Wnt3a/β-catenin信号通路阻断组细胞与对照组MPCs组相比没有差异。结论 Wnt3a/β-catenin信号通路激活促进了MPCs老化,Wnt3a/β-catenin信号通路阻断能够抑制MPCs老化,Wnt3a/β-catenin在OA中可能发挥了重要作用。     

骨关节炎软骨细胞中骨桥蛋白的表达调控研究

目的检测骨关节炎（0A）患者骨桥蛋白（0PN）的表达,探讨Wnt／β-catenin信号通路对OPN的表达调控作用。方法分离OA患者（骨关节炎组12例）的软骨细胞,并取非OA患者软骨细胞作为正常对照（8例）,荧光定量PCR检测OPN基因的表达;基因转染双链siRNA干扰β-catenin基因的表达;Western blot实验检测β-catenin和OPN蛋白的表达改变。结果骨关节炎组和正常对照组软骨细胞OPN的mRNA表达量分别为（0．642±0．155）和（0．226±0．077）,两组比较差异有统计学意义（t=6．74,P〈0．01）。特异性靶向双链siRNA可以下调伊catenin的表达,Western blot检测显示下调β-catenin蛋白的表达后软骨细胞OPN蛋白的表达也出现了相应的下调。结论骨关节炎患者中存在骨桥蛋白的表达上调,骨桥蛋白的上调受到Wnt/β-catcnin通路的调控。     

晚期骨关节炎患者关节软骨细胞中HIF-1α和VEGF的表达

目的 研究低氧诱导因子1α(HIF-1α)和血管内皮生长因子(VEGF)在晚期骨关节炎(OA)患者关节软骨细胞中的表达,初步探讨HIF-1α在OA发病机制中的作用.方法 选取18例晚期膝骨关节炎(KOA)接受全膝关节置换术患者的膝关节软骨组织标本,根据取材部位分为KOA负重区组(磨损较重的股骨内髁)和KOA相对非负重区组(磨损较轻的股骨外髁);另选取5例因股骨近端或股骨干肿瘤而截肢患者的正常膝关节软骨组织标本作为对照.HE和SaFRanin O染色下进行Mankin整体评分比较各组关节软骨组织退变程度;免疫组织化学染色检测关节软骨细胞HIF-1α和VEGF表达,比较各组HIF-1α和VEGF阳性细胞计数.结果 KOA负重区组Mankin整体评分为(12.36±0.84),显著高于KOA相对非负重区组的(7.23±0.32)和对照组的(0.88±0.15)(P＜0.05).免疫组织化学染色显示,KOA负重区组关节软骨细胞HIF-1α和VEGF阳性细胞计数分别为4.81±0.62和5.67±0.32,均显著高于KOA相对非负重区组和对照组(分别为2.37±0.68、4.87±0.33和0.78±0.14、2.02±0.45)(P＜0.05).结论 晚期OA患者关节软骨细胞中HIF-1α和VEGF蛋白表达明显增加.提示上调靶基因VEGF表达是HIF-1α在OA发病中可能的调节机制.     

阳和汤干预兔骨关节炎软骨细胞中血管内皮生长因子变化

目的：观察阳和汤对兔骨关节炎软骨细胞中血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）表达的影响。 方法：新西兰大白兔15只随机分为正常组、模型组和阳和汤组。按照Hulth法建立膝骨关节炎模型，术后第5周起至第7周末，阳和汤组予混有阳和汤的颗粒饲料，正常组及模型组均给予普通饲料；术后第8周分别取各组胫骨平台关节软骨，采用番红O染色，进行Mankin评分；免疫组织化学染色测定关节软骨中VEGF表达的阳性指数。 结果：正常对照组番红O染色的Mankin评分与模型组比较，差异有统计学意义（P〈0．01）。阳和汤组番红O染色减少或缺失程度较模型组轻，差异有统计学意义（P〈0．01）。各组关节软骨切片VEGF免疫组化染色分析，模型组VEGF的阳性指数明显高于正常组，差异有统计学意义（P〈0．01），阳和汤组VEGF阳性指数明显低于模型组，差异有统计学意义（P〈0．05）。 结论：VEGF在骨关节炎形成早期起重要作用；阳和汤可延缓关节软骨退行性改变，其作用可能是通过调控VEGF而达到抑制血管增生的作用。     

软骨中硫化氢含量及其对白介素1β诱导的软骨细胞基质金属蛋白酶13表达的抑制作用

目的：研究关节液及关节软骨中硫化氢（hydrogen sulfide,H2S）及其合成酶的含量和变化,以及H2S对白介素1β（interlukin-1β,IL-1β）诱导的软骨细胞人基质金属蛋白酶-13（matrix metalloproteinase 13,MMP-13）表达的影响。方法：收集在北京大学第一医院行膝关节手术（关节镜手术或膝关节置换术）患者的关节液及废弃的关节软骨,用亚甲基蓝法检测关节液H2S的含量;从废弃的关节软骨中分离出相对正常的软骨细胞,用H2S分子探针方法检测软骨细胞中的内源性H2S,用免疫细胞化学方法检测软骨细胞中H2S合成酶胱硫醚-β-合成酶（cystathionine beta-synthase,CBS）、胱硫醚-γ-裂解酶（cystathionine gamma-lyase,CSE）、巯基丙酮酸硫转移酶（3-mercaptopyruvate sulfurtransferase,MPST）;用Western blot法检测H2S合成酶CBS、CSE、MPST在不同退变程度的软骨组织中的含量。培养相对正常的人软骨细胞至第三代,分为4组：（1）对照组：不加任何药物;（2）IL-β组：单加5 μg/L的IL-1β;（3）IL-1β+H2S组：提前0.5 h加200 μmol/L的NaHS,再加5 μg/L的IL-1β;（4）H2S组：单加200 μmol/L的NaHS。Western blot法检测各组细胞MMP-13蛋白、总核因子κB p65（nuclear factor κB p65,NF-κB p65）及磷酸化NF-κB p65蛋白的含量,Real-time PCR检测各组细胞MMP-13基因的转录情况。结果： 退变膝关节的关节液中H2S含量为(14.3±3.3) μmol/L,Outerbridge分级3级软骨组织中CSE表达量显著高于Outerbridge分级1级软骨组织中的表达量（1.67±0.09 vs. 1.26±0.11,P＜0.01）,而CBS与MPST的表达量差异无统计学意义（P＞0.05）。IL-1β组MMP-13的表达较正常对照组明显升高,且差异具有统计学意义（1.87±0.67 vs. 0.22±0.10,P＜0.05）, IL-1β+H2S组MMP-13的表达较IL-1β组明显降低,且差异具有统计学意义（0.55±0.11 vs. 1.87±0.67,P＜0.05）,H2S组MMP-13的表达较正常对照组差异无统计学意义。 Real-time PCR方法测量了药物干预实验中各组细胞MMP-13基因转录情况,结果显示IL-1β组MMP-13基因转录较正常对照组明显升高,且差异具有统计学意义（31.40±0.31 vs. 1.00±0.00,P＜0.05）, IL-1β+H2S组MMP-13基因转录较IL-1β组明显降低,且差异具有统计学意义（24.41±1.28 vs. 31.40±0.31,P＜0.05）, H2S组MMP-13基因转录较正常对照组无显著性变化。IL-1β组总p65含量较正常对照组明显升高,且差异具有统计学意义（2.13±0.08 vs. 0.73±0.08,P＜0.05）, IL-1β+H2S组总p65含量较IL-1β组明显降低,且差异具有统计学意义（1.24±0.13 vs. 2.13±0.08,P＜0.05）, H2S组总p65含量较正常对照组无显著性变化;IL-1β组磷酸化p65含量较正常对照组明显升高,且差异具有统计学意义（1.30±0.13 vs. 0.19±0.04,P＜0.05）, IL-1β+H2S组磷酸化p65含量较IL-1β组明显降低,且差异具有统计学意义（0.92±0.26 vs. 1.30±0.13,P＜0.05）,H2S组磷酸化p65含量较正常对照组无显著性变化。结论： H2S参与了软骨退变,起到部分抑制细胞外基质降解酶MMP-13的作用,从而实现对软骨细胞外基质的保护。     

骨关节炎患者关节软骨及滑膜中MMP-9、IL-6的表达

目的探讨骨关节炎中基质金属蛋白酶9(MMP-9)、白介素6(IL-6)mRNA和蛋白的表达。方法采用免疫组织化学技术检测60例骨关节炎病例(OA组)及20例正常对照关节软骨及滑膜MMP-9、IL-6蛋白的表达水平;采用原位分子杂交技术检测30例OA及10例正常对照关节软骨及滑膜MMP-9、IL-6 mRNA的表达水平。结果 MMP-9 mRNA和蛋白在OA组阳性表达的积分光密度(IOD)值均高于正常对照组[(8.38±2.29)vs(3.52±1.36),P<0.01;(9.18±3.58)vs(3.83±1.48),P<0.01],OA中二者的表达正相关性(r=0.924,P<0.01);IL-6 mRNA和蛋白在OA组阳性表达的IOD值均高于正常对照组[(8.74±3.62)vs(5.91±1.53),P<0.01;(8.96±3.57)vs(6.87±1.43),P<0.01],OA中二者的表达亦正相关(r=0.917,P<0.01);MMP-9 mRNA、IL-6 mRNA及相应蛋白在OA中的表达均正相关(原位杂交r=0.426,P<0.05;免疫组化r=0.444,P<0.01)。结论 MMP-9、IL-6在OA关节软骨与滑膜中呈高表达,二者对OA的发生发展可能起促进作用。     

基质金属蛋白酶13和转化生长因子β1 mRNA及蛋白在骨性关节炎中的表达

目的：探讨骨性关节炎（OA）中金属蛋白酶-13（MMP-13）,转化生长因子-β1（TGF-β1）mRNA和蛋白表达的意义.方法：采用免疫组织化学技术,对60例OA病例及20例正常对照组进行了MMP-13及TGF-β1蛋白表达的检测;通过原位杂交技术,对30例OA及10例正常对照进行了MMP-13及TGF-β1在mRNA水平表达的检测.结果：MMP-13mRNA和蛋白在OA组阳性表达的积分光密度（IOD）值均显著高于正常对照组（P〈0.01）,OA中两者的表达有显著正相关性（P〈0.01）;TGF-β1mRNA和蛋白在OA组阳性表达的IOD值均显著高于正常对照组（P〈0.01）,OA中两者的表达亦有显著正相关性（P〈0.01）;MMP-13mRNA,TGF-β1mRNA及相应蛋白在OA中的表达均呈负相关（P〈0.05或P〈0.01）.结论：OA中TGF-β1高表达通过下调关节软骨与滑膜细胞中MMP-13的表达,对OA关节软骨起保护作用.     

Effects of SIRT1 gene knock-out via activation of SREBP2 protein-mediated PI3K/AKT signaling on osteoarthritis in mice

This study investigated the effects of SIRT1 gene knock-out on osteoarthritis in mice, and the possible roles of SREBP2 protein and the PI3K/AKT signaling pathway in the effects. Mice were randomly divided into a normal group and a SIRT1 gene knock-out group (6 mice in each group). In these groups, one side of the knee anterior cruciate ligament was traversed, and the ipsilateral medial meniscus was cut to establish an osteoarthritis model of knee joint. The countralateral synovial bursa was cut out, serving as controls. The knee joint specimens were then divided into four groups: SIRT1^+/+ control group (group A, n=6); SIRT1^+/+ osteoarthritis group (group B, n=6); SIRT1^–/– control group (group C, n=6); SIRT1^–/– osteoarthritis group (group D, n=6). HE staining, Masson staining, Safranin O-Fast Green staining and Van Gieson staining were used to observe the morphological changes in the articular cartilage of the knee. Immunohistochemical staining was employed to detect the expression of SIRT1, SREBP2, VEGF, AKT, HMGCR and type II collagen proteins. SA-β-gal staining was utilized to evaluate chondrocyte aging. The results showed clear knee joint cartilage destruction and degeneration in the SIRT1^–/– osteoarthritis group. The tidal line was twisted and displaced anteriorly. Type II collagen was destroyed and distributed unevenly. Compared with the SIRT1^+/+ osteoarthritis group and SIRT1^–/– control group, SIRT1 protein expression was not obviously changed in the SIRT1^–/– osteoarthritis group (P>0.05), while the expression levels of the SREBP2, VEGF and HMGCR proteins were significantly increased (P<0.05) and the levels of AKT and type II collagen proteins were significantly decreased (P<0.05). SIRT1 gene knock-out may aggravate cartilage degeneration in osteoarthritis by activating the SREBP2 protein-mediated PI3K/AKT signalling pathway, suggesting that SIRT1 gene may play a protective role against osteoarthritis.