骨关节炎大鼠软骨PI3K/Akt-mTOR及Beclin-1自噬通路的表达及相关性分析

目的观察骨关节炎(OA)大鼠软骨自噬基因(Atg5、Atg7、Atg12)以及自噬相关蛋白mTOR、Beclin-1、PI3K、Akt、LC3-Ⅱ的表达,并分析其与IL-4、IL-10、IL-1β、TNF-α的相关性。方法 20只大鼠随机分为正常组和模型组,每组各10只。模型组大鼠采用关节腔注射木瓜蛋白酶(Papain)和L-半胱氨酸(L-cystine)方法制成骨关节炎大鼠模型。以光镜对大鼠软骨进行Mankin标准评分,以电镜观察OA大鼠软骨中自噬小体的形态及数目;采用荧光定量PCR检测软骨Atg5、Atg7、Atg12的表达,采用免疫印迹法(Western blot)检测软骨mTOR、Beclin-1、PI3K、Akt、LC3-Ⅱ的表达,采用ELISA法检测血清细胞因子IL-4、IL-10、IL-1β、TNF-α水平。结果与正常组大鼠比较,OA大鼠关节软骨Mankin评分明显升高(P<0.01);Atg5在软骨中降低(P<0.01),并与IL-4、IL-10呈正相关(均P<0.01),与IL-1β、TNF-α呈负相关(P<0.05或P<0.01);Atg7在软骨中降低(P<0.01);mTOR在软骨中升高(P<0.05),PI3K、Akt在软骨中均升高(均P<0.01),并与IL-4、IL-10呈负相关(P<0.05或P<0.01),与IL-1β、TNF-α呈正相关(P<0.05或P<0.01);LC3-Ⅱ、Beclin-1在软骨中降低,与IL-4、IL-10呈正相关(P<0.05或P<0.01),与IL-1β、TNF-α呈负相关(P<0.05或P<0.01)。结论 OA大鼠软骨在Mankin评分升高的同时,出现Atg5及Atg7表达的降低,PI3K/Akt-mTOR通路上调,Beclin-1下调,自噬受抑制,此过程可能参与OA软骨病变。