发光二极管630nm红光通过PI3K/AKT/mTOR通路抑制滑膜成纤维细胞炎症反应

发光二极管(Light Emitting Diode,LED)光照疗法是一种低能量光疗(Low-level Light Therapy,LLLT),在皮肤炎症治疗和术后疼痛缓解方面已被广泛研究,但其对类风湿性关节炎的作用及其机制尚不清楚。本研究采用LED 630 nm红光作为光源,以TNF-α刺激模拟炎症的类风湿关节炎患者组织中提取原代滑膜成纤维细胞(RA-FLS细胞)为模型。采用MTT和细胞划痕实验,检测不同剂量的LED 630 nm红光对炎症RA-FLS细胞的活力,及其增殖和迁移的影响。采用RT-qPCR和ELISA方法,检测IL-1β、IL-6和IL-8在细胞中mRNA表达及细胞上清中蛋白表达的变化。采用免疫印迹法,检测细胞中PI3K、AKT、mTOR和TRPV4蛋白表达和磷酸化的变化。结果证实,LED 630 nm红光可抑制RA-FLS细胞的增殖和迁移,降低细胞中IL-1β、IL-6和IL-8炎症因子的mRNA表达水平。光照剂量为39 J/cm^(2)的LED红光降低了RA-FLS细胞中PI3K、AKT、mTOR和TRPV4蛋白的表达和磷酸化水平。结果证实,LED 630 nm红光可以通过下调TRPV/PI3K/AKT/mTOR信号通路以及减少炎症因子的释放,抑制RA-FLS细胞的炎症反应及其增殖和迁移。

630 nm LED红光通过AKT/FOXO3a信号通路抑制人巨噬细胞炎症因子释放的研究

目的探讨630 nm发光二极管(light emitting diode,LED)红光照射对人外周血单核细胞系THP-1来源巨噬细胞炎症反应的作用,寻找其可能发挥作用的信号通路与分子机制。方法人外周血单核细胞THP-1,经佛波酯(phorbol myristate acetate,PMA)诱导为THP-1来源巨噬细胞,并用脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)处理制备巨噬细胞炎症模型;未经630 nm LED红光照射的细胞设为对照组,实验组各组细胞接受光照能量强度分别为14.4、28.8和43.2 J/cm^(2);对不同能量强度LED红光照射处理后的巨噬细胞进行实时荧光定量PCR(real-time reverse transcription polymerase chain reaction,RT-qPCR)和酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA),检测炎症因子白细胞介素(interleukin,IL)-1β和肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α的mRNA与蛋白表达,Western blot检测蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)和叉头框蛋白O3a(forkhead box O3a,FOXO3a)蛋白及其磷酸化(p-AKT、p-FOXO3a)表达,并分析其分子通路。结果巨噬细胞经LPS诱导后,与对照组相比,实验组细胞中iNOS的mRNA表达显著升高,同时伴随炎症因子IL-1β、TNF-α的mNRA表达水平显著提升,差异有统计学意义(t值分别为-48.73、-80.96、-38.45,P值均<0.001)。M1巨噬细胞经630 nm LED红光照射处理后,细胞中炎症因子IL-1β、TNF-α的mRNA表达水平明显降低,同时IL-1β、TNF-α的蛋白表达水平下降,p-AKT/AKT蛋白比值和p-FOXO3a/FOXO3a蛋白比值明显降低,差异有统计学意义(t值分别为60.18、25.30、14.79、17.31、23.64、87.50,P值均<0.05)。SC79干预后,M1巨噬细胞的p-AKT/AKT蛋白比值显著升高,IL-1β的mRNA、蛋白表达显著增加,差异有统计学意义(t值分别为-18.08、-26.43、-18.06,P值均<0.05)。SC79激活M1巨噬细胞AKT磷酸化后,630 nm LED红光可以明显降低SC79干预后M1巨噬细胞中p-AKT/AKT蛋白比值,同时明显下调IL-1β、TNF-α的mRNA表达和IL-1β、TNF-α的蛋白表达,差异有统计学意义(t值分别为15.59、33.56、70.00、5.79、36.25,P值均<0.05)。然而与对照组相比,单独SC79干预后,M1巨噬细胞中TNF-α的mRNA与蛋白表达未显著改变(P>0.05)。结论630 nm LED红光主要通过下调AKT和FOXO3a蛋白磷酸化通路,抑制巨噬细胞中炎症因子释放。