基于PI3K/AKT-mTOR及Beclin-1通路探新风胶囊对骨关节炎免疫球蛋白的影响及机制

1目的从临床与实验两个方面观察膝骨关节炎患者(KOA)免疫球蛋白(Ig)、细胞自噬的变化及新风胶囊对其的影响,并基于细胞PI3K/Akt-m TOR及Beclin-1通路探讨新风胶囊降低膝骨关节炎患者免疫球蛋白的机制。2方法2.1临床研究2.1.1观察60例KOA患者年龄、性别、病程,关节及全身症状积分值,生活质量、心理健康积分值,疾病活动度评分及免疫球蛋白等实验室指标情况。2.1.2采用ELLSA检测KOA组(60例)和正常对照组(NC,20例)免疫球蛋白亚型及BAFF,应用流式细胞术(FCM)检测KOA患者和NC者外周血BAFF-R的表达。并测定KOA患者的相关实验室指标(Ig G、Ig A、Ig M、Hs-CRP、ESR等),观察KOA患者症状体征积分值(关节、全身等),生活质量、焦虑(SAS)、抑郁(SDS)等积分值。采用SPSS17.0统计软件分析免疫球蛋白亚型与上述指标之间的关系。2.1.3将60例住院患者按随机数字表分为实验组(新风胶囊组,30例)和对照组(氨基葡萄糖组,30例),观察两组治疗前后免疫球蛋白亚型Ig G1、Ig G2、Ig G3、Ig G4、BAFF/BAFF-R、关节、全身症状体征积分值,生活质量积分值,脾虚证候积分值,SAS、SDS积分值及KOA相关实验室指标(Ig G、Ig A、Ig M、CRP、ESR等)的改善情况。2.2实验研究2.2.1将40只大鼠随机分为4组:正常对照组(NC),模型对照组(MC),新风胶囊组(XFC),氨基葡萄糖组(GS),每组10只。除正常对照组外,向每只动物右侧膝关节腔内注射20μL 4%木瓜蛋白酶溶液与0.03 mol/L L-半胱氨酸溶液混合溶液,复制成KOA模型。造模成功后第19天各治疗组开始给药,连续给药30天。2.2.2观察各组大鼠的自主活动状态和行为,体质量、免疫球蛋白亚型、细胞因子、软骨、胸腺、脾脏自噬基因及自噬蛋白的表达及新风胶囊对其影响。3结果3.1临床研究结果3.1.1 KOA患者免疫球蛋白变化及相关性研究较20例正常对照组,60例膝骨关节炎患者血清Ig G1、Ig G2、Ig G3水平升高(P<0.05),BAFF-R、BAFF水平明显升高(P<0.01或P<0.05)。相关性分析示,OA患者免疫球蛋白亚型与病程、年龄无明显相关性;Ig G1、Ig G3、Ig G4与症状量化积分呈正相关(P<0.05或P<0.01),Ig G1、Ig G4与Lequesne MG呈正相关(P<0.05);Ig G1与生理职能(RP)、情感职能(RE)、社会功能(SF)呈负相关(P<0.05),Ig G2与总体健康(GH)、精力(VT)负相关(P<0.05),Ig G3与各维度无明显相关性,Ig G4与情感职能(RE)、躯体疼痛(BP)呈正相关(P<0.05);BAFF与Lequesne MG、躯体疼痛、Ig G3、ESR、Hs-CRP等呈正相关(P<0.05或P<0.01),与总体健康(GH)、生理功能(PF)、生理职能(RP)、情感职能(RE)、社会功能(SF)、心理健康(MH)等指标呈负相关(P<0.05或P<0.01);BAFF-R与躯体疼痛(BP)、SDS、Ig G2呈正相关,与总体健康(GH)、生理功能(PF)、生理职能(RP)、情感职能(RE)、社会功能(SF)、心理健康(MH)等指标呈负相关(P<0.05或P<0.01);Ig G1与Ig A、Ig M呈正相关(P<0.05),Ig G2与Hs-CRP、Ig M呈正相关(P<0.01或P<0.05),Ig G3与各指标无明显相关性,Ig G4与Ig M呈正相关(P<0.01)。3.1.2新风胶囊治疗KOA患者的临床疗效治疗后,实验组与对照组总有效率分别为93.3%、76.7%,两者总疗效比较无统计学差异(P>0.05);实验组显效率(60.0%)显著高于对照组(36.7%)(P<0.05)。3.1.3新风胶囊对KOA患者免疫球蛋白的影响治疗前,两组KOA患者免疫球蛋白亚型无明显差异(P>0.05)。两组治疗后,免疫球蛋白亚型均有所降低。与治疗前比较,GS组能明显改善Ig G3;XFC可明显降低KOA患者Ig G1、Ig G3,且在降低Ig G1方面,XFC组明显优于GS对照组(P<0.05)。3.1.4新风胶囊对KOA患者脾虚症状体征积分值的影响与治疗前相比,治疗后两组全身症状明显改善,倦怠乏力、少气懒言、关节重着、食欲减退、食后腹胀、大便稀溏积分明显减低P<0.01)。与对照组治疗后相比,实验组治疗后食欲减退、少气懒言、食后腹胀积分等部分指标改善程度更明显(P<0.01)。3.1.5新风胶囊对KOA患者生活质量及心理、健康状况的影响与治疗前相比,两组治疗后生理功能、心理功能、自我认识能力、HAQ、SAS、SDS积分均显著降低(P<0.05或P<0.01)。与对照组治疗后相比,实验组治疗后生理功能、社会功能、生活质量、SDS积分等明显降低(P<0.05或P<0.01)。3.1.6新风胶囊对KOA患者BAFF及Baff-R的影响治疗前,两组KOA患者BAFF及BAFF-R(%)无明显差异(P>0.05)。治疗后,两组BAFF及BAFF-R均有所改善,在改善BAFF-R方面治疗组优于对照组。3.2实验研究结果3.2.1 KOA大鼠体质量、Mankin评分的变化及新风胶囊对其影响与NC组比较,MC组体质量显著下降,Mankin评分明显升高(P<0.05或P<0.01)。与MC组比较,GS组体质量有所升高,Mankin评分明显降低(P<0.05);XFC组体质量明显升高,Mankin评分明显降低(P<0.05或P<0.01)。与GS组比较,XFC组大鼠体重明显升高(P<0.05)。3.2.2 KOA大鼠软骨细胞超微结构的变化及新风胶囊对其影响与NC组比较,MC组软骨细胞呈不规则状,细胞核固缩,甚则消失,胞浆内粗面内质网明显增多、扩张,线粒体可见空泡变性,大量脂滴出现。与MC组比较,各治疗组软骨细胞超微结构均有一定改善。各治疗组相比,GS组软骨细胞核欠规整,偏在一边,胞浆内粗面内质网增多,部分扩张,可见部分线粒体肿胀变性,细胞内细丝或细颗粒状物减少。XFC组中多数软骨细胞形态正常,细胞核呈椭圆型,胞浆内可见中等量粗面内质网,少量线粒体、溶酶体,少量脂滴,与NC组相近。3.2.3 KOA大鼠免疫球蛋白变化及新风胶囊对其影响与正常组比较,模型组血清Ig G1、Ig G2a降低,(P<0.05或P<0.01);与模型组比较,新风胶囊组Ig G1、Ig G2a降低(P<0.05或P<0.01)。3.2.4 KOA大鼠软骨胸腺脾脏自噬信号传导的变化及新风胶囊对其影响与正常组大鼠比较,Atg5在OA大鼠软骨胸腺脾脏中降低(P<0.05或P<0.01),Atg7在软骨胸腺脾脏中降低(P<0.05或P<0.01);m TOR在软骨中升高(P<0.05或P<0.01),PI3K、Akt在软骨中均升高(P<0.01);LC3-II、Beclin-1在软骨中降低。4.结论4.1 KOA患者Ig G升高,其中Ig G1、Ig G2、Ig G3水平升高,(P<0.01),说明在KOA患者的病变中,确实存在体液免疫的参与。4.2 KOA患者免疫球蛋白改变与关节、全身症状体征相关,并与生理功能、焦虑抑郁、疾病活动度、实验室指标(Ig A、Ig M、CRP、ESR等)亦密切相关。说明KOA不但引起关节的肿胀、疼痛、变形、屈伸不利,而且还可导致免疫球蛋白降低,以及在此基础上出现生理、心理障碍和全身整体功能异常。4.3新风胶囊在降低KOA患者疼痛、肿胀等关节局部症状的同时,并能降低免疫球蛋白,调节全身体液免疫反应并能全面改善少气懒言、食欲减退等全身症状,降低CRP、ESR等炎症活动性指标。4.4新风胶囊改善KOA的机制4.4.1免疫抗炎,抑制软骨组织的病理损伤新风胶囊能显著降低KOA大鼠Mankin评分,改善软骨细胞超微结构,说明XFC通过调节细胞免疫反应,减轻关节局部的炎症反应,改善微循环,提高局部血供及氧供,使关节功能得到改善。4.4.2上调抑炎因子,下调致炎因子,纠正软骨细胞分解合成平衡4.4.3调节BAFF,降低体液免疫4.4.4调节PI3K/Akt-m TOR信号的表达,改善B细胞代谢,调节体液免疫4.4.5调节Beclin-1通路信号转导,改善自噬状态,恢复稳态