α7-nAChR通过抑制软骨细胞凋亡延缓小鼠膝骨关节炎关节软骨退变

目的:探讨激活α7烟碱型乙酰胆碱受体(α7 nicotinic acetylcholine receptor,α7-nAChR)对小鼠骨关节炎(osteoarthritis,OA)软骨细胞凋亡的作用及机制.方法:通过关节腔内注射碘乙酸钠(monosodium iodoacetate,MIA)建立小鼠OA模型.模型小鼠随机分成MIA单独给药组、0.5 mg/kg烟碱(nicotine,Nic)治疗组、1 mg/kg Nic治疗组和Nic +α7-nAChR特异性拮抗剂甲基牛扁碱(methyllycaconitine,MLA)治疗组,对照组小鼠则注射等体积的生理盐水.模型制备后7、14、21 d应用Von Frey纤维丝评价小鼠疼痛行为指标机械缩足反射潜伏期;第21天时处死小鼠,取膝关节标本进行甲苯胺蓝和番红固绿染色,评估膝关节软骨破坏情况并进行关节软骨退变评分;应用原位末端转移酶标技术(terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP Nick end labelling,TUNEL)分析关节软骨细胞的凋亡水平;应用免疫印迹法检测凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax、cleaved caspase-9和caspase-9的表达.结果:模型制备后21 d,MIA组小鼠机械缩足反射潜伏期阈值显著下降至(0.28±0.02)g,关节软骨退变评分和蛋白聚糖损失评分分别升高至(5.33±1.19)分和(2.33±0.27)分,关节软骨细胞凋亡率升高至(31.83±3.89)％.而1 mg/kg Nic能显著减轻MIA引起的小鼠膝关节疼痛行为(P＜ 0.05),降低MIA诱导的软骨退变(P＜0.05)和关节软骨细胞凋亡坏死(P＜0.05).进一步机制研究发现,MIA可明显降低Bcl-2的表达,增加Bax和cleaved caspase-9的表达,而Nic治疗组能逆转MIA诱导的软骨细胞凋亡相关蛋白表达的影响,显著升高Bcl-2的表达,降低Bax的表达和cleaved caspase-9/caspase-9的比率(P＜0.05),上述这些Nic的作用均能被MLA消除.结论:激活α7-nAChR能抑制关节软骨细胞的凋亡,对OA模型小鼠的软骨损伤具有保护作用,其抗凋亡机制可能与线粒体凋亡途径有关.