基于生物信息学探讨中药调节软骨细胞铁死亡干预膝骨性关节炎*
靶点,化合物,1资料与方法,2结果,3讨论
余鹏,王咪,沈锦涛,刘洪飞,程韶,李慧英1.河南中医药大学,河南 郑州 450046; 2.上海中医药大学,上海 201203; 3.河南省中医院/河南中医药大学第二附属医院,河南 郑州 450002; 4.河南中医药大学第一附属医院,河南 郑州 450000
膝骨性关节炎(knee osteoarthritis,KOA)作为常见的慢性骨关节疾病,使无数患者深受病痛折磨。随着对KOA研究的深入,研究人员对其复杂的发病机制也有了新认识。由于关节软骨自我修复与损伤的动态平衡被打破,软骨细胞合成与分解失衡,最终导致关节结构破坏,其基本病理变化为异常的软骨细胞分化或肥大、衰老及死亡[1]。关节软骨由致密的细胞外基质(extracellularmatrix,ECM)构成,仅包含一种细胞类型——软骨细胞,因缺乏神经、血管及淋巴管的穿行,关节软骨的自我修复与内在愈合能力有限。
铁死亡作为铁依赖性的新型细胞程序性死亡方式,主要包括铁离子累积与脂质过氧化两个生物过程[2]。铁离子过载会加速软骨细胞分解代谢相关因子基质金属蛋白酶-13(matrix metalloproteinases-13,MMP-13)等的表达上调,降低软骨细胞合成代谢因子聚集蛋白聚糖的表达[3],并抑制Ⅱ型胶原蛋白的表达[4]。白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)导致脂质过氧化物及其降解产物的积累,从而诱导铁死亡,促使软骨细胞的死亡[5]。缺氧诱导因子(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)是软骨分化过程中重要的调节因子,可以诱导间充质干细胞向软骨细胞分化,而铁离子可以导致HIF-1失活,降低软骨细胞的分化[6]。软骨细胞的异常肥大是KOA病变的开始,基础实验表明过量的铁离子可以导致软骨细胞优先向肥大表型分化,从而加速软骨退变[3]。因此,铁死亡可以加速软骨细胞的死亡,对KOA的发生发展产生了重要影响。
目前,治疗早中期KOA,外用或口服非甾体类消炎药是首选[7],但长期服用后可能会引起胃肠道及心血管疾病等不良事件的发生。目前治疗KOA的中药在临床中虽然暂时没有权威的循证医学证据支持,但根据中医辨证论治与遣方用药,可以快速缓解症状,改善病情,且不良反应小,显示出独特的优势[8]。研究表明,铁过载诱导软骨细胞的退变,黄芪提取物刺芒柄花素可以降低软骨细胞内铁浓度,通过靶向Nrf2/GPX4信号通路防止脂质过氧化,调节铁稳态,延缓KOA的进展[9]。淫羊藿苷通过激活Xc-/GPX4轴抑制铁死亡,保护脂多糖诱导的滑膜细胞免于死亡[10] ......
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