摘要
研究单钠尿酸盐(monosodium urate, MSU)溶液对软骨细胞的损伤作用及其是否通过焦亡途径介导,并初步分析其分子机制。
本研究采用体外培养的小鼠软骨细胞系作为实验模型。基于CCK8法确定MSU的染毒浓度,采用EdU实验、LDH释放实验评估细胞增殖能力和细胞膜完整性。通过焦亡、铁死亡、自噬及坏死性凋亡抑制剂进行死亡方式筛选。结合Annexin V/PI双染流式细胞术及透射电镜观察细胞形态学变化。采用Western blot和免疫荧光检测NLRP3炎症小体相关蛋白(NLRP3、ASC、Caspase-1、GSDMD-N)表达。进一步检测细胞内活性氧(ROS)水平及线粒体膜电位变化,并利用焦亡抑制剂LDC7559进行干预验证。
MSU溶液呈浓度依赖性降低软骨细胞活力和增殖能力,增加LDH释放及IL-1β、IL-18分泌。抑制剂筛选显示,仅焦亡抑制剂LDC7559可显著改善MSU溶液诱导的细胞损伤。MSU刺激后Annexin V⁺/PI⁺细胞比例升高,透射电镜下可见细胞肿胀及膜结构破裂等裂解性死亡特征。Western blot结果显示NLRP3、ASC、Caspase-1及GSDMD-N表达上调,Caspase-1活性增强,NLRP3聚集增加。与此同时,MSU处理导致细胞内ROS水平升高及线粒体膜电位下降,证实MSU诱发了严重的线粒体损伤。应用LDC7559干预可降低GSDMD-N表达、Caspase-1活性及炎症因子释放,并部分恢复细胞活力。
MSU溶液可通过激活NLRP3炎症小体-Caspase-1-GSDMD信号通路诱导软骨细胞焦亡,并伴随线粒体功能障碍及ROS升高,揭示高尿酸血症相关关节损伤中软骨细胞主动参与炎症放大与结构损伤的新机制。靶向焦亡通路关键节点可有效保护软骨细胞免受MSU损伤,本研究为阐明高尿酸血症所致关节软骨细胞损伤机制提供了实验依据,并提示焦亡通路可能成为潜在干预靶点。
