川芎嗪对膝骨性关节炎大鼠软骨下骨中miR-20b/VEGF和BMP2/Smad1通路的影响

目的:研究川芎嗪对膝骨性关节炎(KOA)模型大鼠软骨下骨中微小核糖核酸miR-20b/血管内皮生长因子(VEGF)和骨形态发生蛋白2(BMP2)/Smad1通路的影响,并探讨川芎嗪防治KOA的作用机制。方法:取健康雄性SD大鼠18只,随机分为正常对照组、模型组、川芎嗪组,每组6只。对后两组大鼠通过膝关节腔注射4%木瓜蛋白酶溶液建立KOA模型。末次注射后第2天起,川芎嗪组大鼠灌胃川芎嗪混悬液(100 mg/kg)2 m L,正常对照组、模型组大鼠灌胃等体积生理盐水,每天1次,连续6周。给药结束后,暴露大鼠双侧膝关节软骨进行大体情况观察。截取大鼠膝关节,进行切片和苏木精-伊红(HE)染色,在显微镜下观察组织病理学变化,并采用改良的Mankin’s评分进行组织学评分。采用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)法检测大鼠软骨下骨组织中VEGF、BMP2、Smad1的mRNA表达和miR-20b表达水平;采用Western Blot法检测VEGF、BMP2、Smad1的蛋白表达水平。结果:模型组和川芎嗪组大鼠的膝关节均出现不同程度的软骨损伤;与正常对照组比较,模型组大鼠膝关节软骨组织Mankin’s评分显著升高(P<0.01);软骨下骨组织中BMP、Smad1的m RNA和蛋白表达以及miR-20b表达水平均显著降低,VEGF的mRNA和蛋白表达水平均显著升高(P<0.01)。与模型组比较,川芎嗪组大鼠关节软骨组织Mankin’s评分显著降低(P<0.01);软骨下骨组织中BMP、Smad1的mRNA和蛋白表达以及miR-20b表达水平均显著升高,VEGF的mRNA和蛋白表达水平均显著降低(P<0.05或P<0.01)。结论:川芎嗪能修复KOA模型大鼠损伤的关节软骨,其机制可能是通过上调软骨下骨中miR-20b表达水平,促进VEGF mRNA降解继而抑制VEGF蛋白的表达,同时激活BMP-2/Smad1信号通路而实现的。