整合素α5β1在Hartley豚鼠自发性骨关节炎关节软骨退变中的作用研究

目的观察豚鼠原发性骨关节炎(OA)模型中疾病进展的相关病理改变,探究整合素α5β1对OA的关节软骨退变的初步作用,为OA的治疗提供参考。方法选取3周龄的SPF级Hartely雌性豚鼠24只,进行1周的适应性喂养并记录初始体重后对其进行编号,然后采用随机分配法将24只豚鼠分为基线组、对照组、ATN-161治疗组、盐水治疗组4组,每组6只。其中基线组豚鼠在实验开始时处死,对照组豚鼠正常饲养3月龄时处死,ATN-161豚鼠在正常饲养3个月后开始予以ATN-161腹腔注射1 mg/(kg·3 d)直至3个月后处死,生理盐水治疗组豚鼠在正常饲养3个月后开始予以生理盐水腹腔注射1 mg/(kg·3 d)直至3个月后处死。取所有处死豚鼠的膝关节软骨标本,对其进行苏木精-伊红(HE)染色,观察并使用Mankin评分评估软骨退变程度;记录免疫组织化学染色分析力学传导分子(整合素α5β1)、氧化应急指标观察[基质金属蛋白酶(MMP)-13]以及细胞凋亡指标(Bax、bcl-2)在软骨中的表达情况。结果HE染色组织学和Mankin评分结果显示,对照组豚鼠在3月龄时即发生了OA样改变,并且随着月龄的增长退变逐渐加重,通过ATN-161治疗后,ATN-161治疗组在6月龄时Mankin评分明显降低(P<0.05)。免疫组化结果证实,α5β1的表达在基线组与对照组之间差异无统计学意义(P>0.05),之后随着月龄的增加,生理盐水治疗组中整合素α5β1的表达高于对照组(P<0.05):与生理盐水治疗组比较,ATN-161组治疗后能明显降低整合素α5β1的表达(P<0.05);随着豚鼠月龄的增加,MMP-3在软骨中的表达增多,对照组明显高于BL组,生理盐水组显著高于对照组(P<0.05);细胞凋亡(Bax、bcl-2)免疫组化指标均显示:基线组、对照组、ATN-161治疗组三组之间差异有统计学意义(P<0.05)。其中Bax在对照组中表达量最低,基线组中最高,ATN-161组表达量明显高于生理盐水治疗组(P<0.05)。此外,bcl-2在对照组表达量最高,基线组中最低,ATN-161治疗组表达量明显低于生理盐水治疗组(P<0.05)。结论3月龄DH豚鼠即具有OA表现且退变随着年龄的增长进行性加重。腹腔注射ATN-161[1 mg/(kg·3 d)]可通过抑制软骨内力学传导(整合素α5β1)、氧化应急速度下降(MMP-13下调)、细胞凋亡指标Bax上调、bcl-2下调阻止关节软骨的退变,表明ATN-161可能是针对整合素α5β1的一种潜在治疗药物。