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腰痛是骨科最常见的临床症状之一,约60%-80%的人在其一生中都会受到腰痛的困扰。腰痛不仅给个人、家庭和社会带来了巨大的经济负担,而且还严重影响了患者的生活质量。椎间盘退变被认为是引起腰痛的最重要原因。当前,针对椎间盘退变的治疗仍然停留在对症治疗,包括休息、镇痛、手术等。那么,研究从根本上治疗椎间盘退变的有效方法具有十分重要的意义。 椎间盘退变的显著标志是细胞外基质大分子的合成减少和降解加速。与此同时,以TNF-α为代表的炎症因子在椎间盘内的表达显著增加。TNF-α诱导其他炎症因子表达,降低髓核细胞基质大分子的合成能力,上调髓核细胞基质降解酶的表达,加速椎间盘的退变。因此,进行抗TNF-α治疗,减弱甚至扭转TNF-α对髓核细胞的影响,将有益于治疗椎间盘退变。 白藜芦醇(Resveratrol,RSV)是一种天然化合物,存在于葡萄、花生等多种植物中。在其他组织细胞中,RSV已被发现具有抗炎症反应、抗衰老和关节软骨保护等多种作用。但在髓核细胞中,RSV是否能够发挥上述作用,特别是RSV是否具有抗TNF-α作用,尚未见报道。 本课题的研究目标是探讨RSV对TNF-α诱导的髓核细胞基质金属蛋白酶3(MMP-3)表达的影响,并深入研究其作用机制。 本研究在体外培养人髓核细胞并鉴定髓核细胞表型。用TNF-α和RSV对髓核细胞进行处理后,提取细胞RNA,逆转录后行荧光定量RT-PCR,检测MMP-3在mRNA水平的表达情况。为了探讨RSV的作用机制,在髓核细胞接受相应处理后,提取细胞总蛋白,行western blot实验,检测相关信号通路中的蛋白表达情况。 主要研究结果如下: 1、首先,通过免疫荧光鉴定髓核细胞表型。结果显示本研究中使用的髓核细胞高表达正常髓核细胞的表型标志:稳定表达的缺氧诱导因子1α(hypoxiainducible factor-1α,HIF-1α),葡萄糖转运体1(glucose transporter1,GLUT-1)和Sonic Hedgehog(Shh)。 2、荧光定量RT-PCR的结果提示,在TNF-α作用髓核细胞24小时后,TNF-α显著上调髓核细胞中MMP-3的表达。而且,TNF-α高浓度组(100 ng/mL)的MMP-3表达量明显高于TNF-α低浓度组(10 ng/mL),表明TNF-α诱导髓核细胞表达MMP-3具有浓度依赖性。RSV预处理明显减少TNF-α诱导的髓核细胞MMP-3表达。 3、Western blot实验显示RSV明显上调髓核细胞中Beclin-1的表达,并显著提高LC3Ⅱ/Ⅰ表达量的比值。Beclin-1和LC3Ⅱ/Ⅰ的比值均为自噬的标志。这些结果提示RSV诱导髓核细胞发生自噬。 4、用自噬抑制剂3-MA预处理细胞后,再用RSV作用髓核细胞。结果显示RSV诱导的髓核细胞自噬能被3-MA有效抑制。当RSV诱导的自噬被抑制后,RSV失去了降低MMP-3表达水平的能力。 5、RSV上调髓核细胞中SIRT1的表达。SRIT1的抑制剂(sirtinol和nicotinamide)和SIRT1小干扰RNA(SIRT1-siRNA)均能显著抑制下调SIRT1的表达,并且抑制RSV诱导的髓核细胞自噬,进而逆转RSV对髓核细胞MMP-3表达水平的负调控作用。 6、RSV在作用髓核细胞2小时后显著激活AMPK磷酸化。使用AMPK抑制剂compound C(cC)预处理髓核细胞后,AMPK的磷酸化被抑制,同时RSV诱导的SIRT1表达也被抑制。 本研究在体外培养人髓核细胞,探讨了在髓核细胞中RSV对TNF-α的干预作用。结果提示RSV能够抑制髓核细胞中TNF-α诱导的MMP-3表达,而且这种抗TNF-α效应依赖于RSV通过AMPK/SIRT1诱导的髓核细胞自噬。研究结果为RSV治疗椎间盘退变提供了理论基础,为预防和治疗椎间盘退变提供了新的策略。