Page 50 - 南京医科大学学报自然科学版

第41卷第9期
·1316 · 南 京 医 科 大 学 学 报 2021年9月

articular cartilage degeneration and proteoglycan loss increased to（5.33 ± 1.19）and（2.33 ± 0.27），respectively，and the apoptosis
rate of articular chondrocytes increased to（31.83 ± 3.89）%. Nic（1.0 mg/kg）treatment reduced pain behavior（P < 0.05），cartilage
degeneration（P < 0.05）and chondrocyte apoptosis induced by MIA（P < 0.05）. In addition，nicotine treatment reduced MIA⁃induced
down⁃regulation of Bcl⁃2，up⁃regulation of Bax and cleaved caspase⁃9/caspase⁃9 ratio levels（P < 0.05）. The benefit of nicotine was
abolished by a selective α7 nicotinic receptor blocker MLA in vivo. Conclusion：The activation of α7⁃nAChR has a protective effect on
cartilage damage in OA model mice and exerts an anti⁃chondrocyte apoptosis effect by inhibiting the mitochondrial apoptotic pathway.
［Key words］ α7 nicotinic acetylcholine receptor；osteoarthritis；chondrocytes；apoptosis；mouse
［J Nanjing Med Univ，2021，41（09）：1315⁃1321］

骨关节炎（osteoarthritis，OA）是一种慢性退行性 调控巨噬细胞功能有关 ［10］ ，表明α7⁃nAChR 在类风
关节疾病，以缓慢发展的关节疼痛、僵硬伴活动受 湿性关节炎和 OA 中皆发挥重要作用。但激活α7⁃
限等为主要临床特点。关节软骨细胞的变性退变 nAChR 能否对关节软骨细胞的凋亡产生影响尚无
是 OA 的病理生理基础，但其确切的病因机制目前 此类报道。本研究通过关节腔内注射 MIA 建立小
仍不清楚 ［1-2］ 。研究发现，在人类OA组织标本中，细 鼠 OA 模型，旨在探讨激活α7⁃nAChR 对 OA 关节软
胞凋亡与软骨破坏和基质消耗的程度呈正相关，在 骨细胞凋亡的作用及其机制。
OA软骨中，18%~21%的软骨细胞表现出凋亡特征，
1 材料和方法
［3］
而在正常软骨中，这一比例仅为2%~5% 。靶向软
骨细胞凋亡的调控正成为OA治疗药物研究的重要 1.1 材料
方向 ［4-5］ 。 MIA、Nic 和α7⁃nAChR 特异性拮抗剂甲基牛扁
烟碱型乙酰胆碱受体（nicotinic acetylcholine re⁃ 碱（methyllycaconitine，MLA）（Sigma⁃Aldrich 公司，美
ceptor，nAChR）广泛分布于多种细胞，其中α7 烟碱 国）；Von Frey纤维丝（Woodland Hills公司，美国）；B
型乙酰胆碱受体（α7 nicotinic acetylcholine receptor， 淋巴细胞瘤⁃2（Bcl⁃2）抗体（1∶1 000）、Bcl⁃2 相关 X
α7⁃nAChR）是由 5 个α7 亚单位组成的同源五聚体。 蛋白（Bax）抗体（1∶1 000）、活性含半胱氨酸的天冬
α7⁃nAChR具有快速激活、快速脱敏和对Ca 高度渗 氨酸蛋白水解酶⁃9（cleaved caspas⁃9）抗体（1∶1 000）
2+
透的特点，在胆碱能抗炎通路介导的神经免疫网络 和caspas⁃9抗体（1∶1 000）（Cell Signaling Technology
调节中起着关键性作用 。研究表明α7⁃nAChR 兴 公司，美国）。
［6］
奋后可产生一个快速衰减的内向电流，通过直接打 1.2 方法
开离子通道或间接兴奋电压依赖型钙通道而使细 1.2.1 实验动物与模型制备
胞内游离钙水平提高，从而引发许多细胞内下游事 40 只 C57BL/6J 雄性小鼠购于南京医科大学动
件，包括蛋白激酶的激活，即早基因的表达，新蛋白 物中心，10~12周龄，体重24~28 g。实验前，将动物
的合成，最终导致神经元或非神经元功能的变化， 置于实验环境中适应3 d。根据前期研究Nic、MIA和
产生众多生物学效应 ［7-8］ 。 MLA的有效剂量 ，我们将小鼠随机分为以下5组：
［10］
Van Maanen 等 构建胶原诱导的关节炎模型， 对照（control）组、MIA 模型组（每只小鼠左后腿膝
［9］
分为一侧迷走神经切除术或假切除术组、烟碱（nic⁃ 关节内注射 MIA 0.1 mg，体积为 10 μL）、MIA+Nic
otine，Nic）干预组、α7⁃nAChR激动剂组，结果表明迷 （0.5 mg/kg）治疗组、MIA+Nic（1.0 mg/kg）治疗组和
走神经切除后关节炎症状加重，而给予口服 Nic 后 MIA+Nic（1.0 mg/kg）+MLA（1.0 mg/kg）治疗组，每组
关节症状得到缓解，同时口服 Nic 可抑制骨降解和 8 只小鼠。在 MIA+Nic 治疗组中，小鼠在造模前连

抑制滑膜组织中肿瘤坏死因子（tumor necrosis fac⁃ 续腹腔注射0.5或1.0 mg/kg Nic 1周，每天1次，第7天
tor，TNF）⁃α表达。本实验室前期研究发现，Nic可明 时，给予Nic 后30 min，向小鼠的左后腿膝关节内注
显改善碘乙酸钠（monosodium iodoacetate，MIA）诱导 射 0.1 mg MIA，第 28 天处死小鼠。在 MIA+Nic+
的 OA 模型小鼠的膝关节退变，减少关节软骨退变 MLA 治疗组中，小鼠在造模前除提前 1 h 腹腔注射
及周围滑膜增生，其机制与Nic激活α7⁃nAChR通过 1.0 mg/kg Nic外，还提前30 min腹腔注射1.0 mg/kg的
磷脂酰肌醇 3 激酶/蛋白激酶 B（PI3K/Akt）信号通路 MLA。对照组小鼠和 MIA 模型组小鼠同期腹腔注