摘要
目的:探讨透明质酸负载的β-蜕皮甾酮(β-Ec)缓释注射水凝胶通过激活自噬作用改善膝关节骨关节炎(OA)软骨损伤的效果及其作用机制。方法:通过前交叉韧带切断术(ACLT)构建膝关节OA大鼠模型,并使用20 ng/mL的肿瘤坏死因子α(TNF-α)处理初级培养的软骨细胞,以模拟炎症环境下的软骨细胞损伤模型。实验大鼠分为假手术组、OA模型组、HA-Gel治疗组和HA-β-Ec-Gel治疗组。使用透明质酸-聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)为基础的水凝胶系统,进行HA-Gel或HA-β-Ec-Gel治疗。通过显微CT技术测定膝关节的三维结构,包括骨小梁体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th.)及骨小梁数量(Tb.N.)。同时,采用苏木精-伊红(H&E)和番红O(S-O)染色观察软骨组织的病理变化,并通过Mankin评分和OARSI评分评估软骨损伤程度。此外,利用免疫组织化学和Western blot检测自噬相关蛋白(Beclin1、LC3)以及AKT/mTOR信号通路相关蛋白的表达。结果:HA-β-Ec-Gel组相较于HA-Gel组,能够更加显著地改善OA大鼠的软骨组织损伤。显微CT结果显示,OA大鼠的骨小梁体积分数和厚度显著高于假手术组,而经HA-Gel或HA-β-Ec-Gel治疗后,骨小梁体积分数和厚度显著降低,其中HA-β-Ec-Gel组的降低效果更为显著(p < 0.05)。此外,Mankin和OARSI评分表明,HA-β-Ec-Gel处理能够显著降低软骨损伤评分,改善关节软骨的结构完整性(p < 0.05)。免疫组织化学和Western blot结果显示,HA-β-Ec-Gel能够上调自噬相关蛋白Beclin1和LC3的表达,并抑制LOXL3、Rheb及AKT/mTOR信号通路的活性。相较于HA-Gel,HA-β-Ec-Gel在提升自噬水平、抑制凋亡及减轻炎症损伤方面表现出更强的效果。敲低LOXL3或Rheb基因后,软骨细胞的自噬水平显著增加,且对TNF-α诱导的损伤不再敏感。结论:透明质酸负载的β-Ec缓释水凝胶通过激活自噬途径,改善OA软骨损伤,抑制凋亡及炎症反应,提示其具有治疗OA的潜力,并为开发新的OA治疗策略提供了科学依据。
