Page 49 - 南京医科大学学报自然科学版

第41卷第9期 南京医科大学学报（自然科学版）
2021年9月 Journal of Nanjing Medical University（Natural Sciences） ·1315 ·

·基础研究·

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

章海军，黄嘉琛，钱考亮，胡 军 ，范卫民
*
南京医科大学第一附属医院骨科，江苏 南京 210029

［摘 要］ 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。
［关键词］ α7烟碱型乙酰胆碱受体；骨关节炎；软骨细胞；凋亡；小鼠
［中图分类号］ R684.3 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1007⁃4368（2021）09⁃1315⁃07
doi：10.7655/NYDXBNS20210907

Activation of α7 nicotinic acetylcholine receptors exerts protective effects on osteoarthritis
by inhibiting chondrocyte apoptosis in mice

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ZHANG Haijun，HUANG Jiachen，QIAN Kaoliang，HU Jun ，FAN Weimin
Department of Orthopedics，the First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University，Nanjing 210029，China

［Abstract］ Objective： This study aims to study the inhibitory effect of α7 nicotinic acetylcholine receptor（α7 ⁃ nAChR）on
chondrocyte apoptosis，providing a new idea and research strategy for the clinical treatment and study of osteoarthritis（OA）. Methods：
Mice were randomly divided into the following groups：control group，monosodium iodoacetate（MIA）treatment alone group，MIA+Nic
（Nicotine 0.5 mg/kg or 1 mg/kg）treatment group and MIA+Nic+MLA（methyllycaconitine）treatment group. A mouse model of OA
induced by injection of MIA was used to study the effects of nicotine on joint pain，cartilage degeneration and chondrocyte apoptosis.
Mechanical withdrawal sensitivity was detected using Von Frey hairs at 7，14，and 21 days after MIA injection. Cartilage degeneration
was assessed using cartilage degeneration score and aggrecan loss score at 21 days after injection. Apoptosis of articular cartilage was
determined by terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP Nick end labelling（TUNEL）staining. Meanwhile，Western blot was used to
detect the expression of apoptosis⁃related proteins Bcl⁃2，Bax，cleaved caspas⁃9 and caspase⁃9. Results：After model preparation of 21
days，the latency threshold of mechanical foot retraction reflex in MIA group decreased significantly to（0.28 ± 0.02）g，the scores of

［基金项目］ 国家自然科学基金（81672218）
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通信作者（Corresponding author），E⁃mail： junhu89@vip.sina.com