细胞自噬在酒精性股骨头坏死中的作用及相关机制研究

• 作者: 孙辽军 张月雷 陈华 陶振宇
• 来源期刊: 中医正骨
• 关键词: 股骨头坏死 自噬 西罗莫司 小鼠 动物实验
• 年，卷（期）: 2018,（10）
• 所属期刊栏目: 股骨头坏死
• 页码范围: 4-11
• 页数: 8页
• 字数: 6028字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-6015.2018.10.002

摘要

目的:探讨细胞自噬在酒精性股骨头坏死中的作用及相关机制.方法:将15只1月龄SPF级C57小鼠随机分为空白对照组、酒精组及雷帕霉素-酒精组,每组5只.空白对照组喂食饮用水6周,腹腔内注射5 mg·kg-1不合雷帕霉素的溶剂;酒精组喂食含30％酒精的饮用水6周,腹腔内注射5 mg·kg-1不合雷帕霉素的溶剂;雷帕霉素-酒精组喂食含30％酒精的饮用水6周,腹腔内注射5 mg·kg-1的雷帕霉素溶液.腹腔内注射每天1次,连续注射2周.酒精干预6周后,获取各组小鼠右侧股骨头,行微型CT平扫后将股骨头制成切片,苏木素-伊红染色后在显微镜下观察股骨头组织形态,并计算空骨陷窝百分比(总细胞凋亡率).取MC3T3-E1细胞,传代培养至第3代,经含酒精浓度为0 mmol·L-1、25 mmol·L-1、50 mmol·L-1、100 mmol·L-1、200 mmol·L-1的α-MEM培养基孵育后,采用CCK8法检测其相对生长率.将培养好的第3代MC3T3-E1细胞随机分为4组,分别以普通α-MEM培养基(正常组)、含100 mmol·L-1酒精的α-MEM培养基(含酒精组)、含100 nmol·L-1雷帕霉素的α-MEM培养基(含雷帕霉素组)、含100 mmol·L-1酒精和100 nmol·L-1雷帕霉素的α-MEM培养基(含酒精-雷帕霉素组)培养,连续培养24h;采用Western blot法检测MC3T3-E1细胞中微管相关蛋白1轻链3(microtubule-associated protein 1 light chain 3,LC3)-Ⅰ、LC3-Ⅱ、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)、Beclin1蛋白表达量.结果:①股骨头CT扫描结果.空白对照组小鼠股骨头骨小梁大体形态良好,分布均匀,未见软骨下坏死带形成;酒精组小鼠股骨头软骨下坏死带形成,骨小梁闭塞,髓腔内骨小梁变细、稀疏、断裂,骨皮质增厚;雷帕霉素-酒精组小鼠股骨头CT影像学表现介于酒精组与空白对照组之间,可见髓腔内部分骨小梁出现断裂萎缩,软骨下骨部分坏死形成.②显微镜下股骨头组织形态观察结果.空白对照组小鼠股骨头骨小梁形态良好,未见空骨陷窝、脂肪细胞及脂质沉积,无组织坏死、纤维化;酒精组小鼠股骨头骨小梁稀疏、紊乱,脂肪细胞增多,骨细胞内脂质沉积,可见大量空骨陷窝形成,局部组织坏死、纤维化,细胞数目减少;雷帕霉素-酒精组小鼠股骨头部分骨小梁出现断裂、萎缩,可见少量空骨陷窝形成.③总细胞凋亡率.空白对照组总细胞凋亡率为(6.06±1.93)％,酒精组为(63.9±9.63)％,雷帕霉素-酒精组为(34.0±5.82)％;3组总细胞凋亡率比较,差异有统计学意义(F=192.800,P=0.000);进一步两两比较,酒精组和雷帕霉素-酒精组总细胞凋亡率均大于空白对照组(P =0.000,P=0.000),酒精组总细胞凋亡率大于雷帕霉素-酒精组(P =0.000).④不同浓度酒精干预后MC3T3-E1细胞相对生长率.在含酒精浓度为0mmol·L-1、25 mmol·L-1、50 mmol·L-1、100 mmol·L-1、200 mmol·L-1的α-MEM培养基中培养24 h后MC3T3-E1细胞相对生长率比较,差异有统计学意义(1.00±0.00,0.88±0.04,0.67±0.09,0.31±0.04,0.28±0.02;F=106.900,P=0.001).未经酒精干预的MC3T3-E1细胞相对生长率高于浓度为25 mmol·L-1、50 mmol·L-1、100 mmol·L-1、200 mmol·L-1的酒精干预后的MC3T3-E1细胞相对生长率(P=0.011,P=0.000,P=0.000,P=0.000).⑤MC3T3-E1细胞中LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值及mTOR、Beclin-1的蛋白表达.4组小鼠MC3T3-E1细胞中LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值比较,组间差异有统计学意义(1.16±0.10,0.71±0.06,1.50±0.06,1.23±0.05;F=86.600,P=0.000);正常组MC3T3-E1细胞中LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值高于含酒精组(P=0.000),低于含雷帕霉素组(P=0.000),与含酒精-雷帕霉素组比较差异无统计学意义(P=0.166);含酒精组MC3T3-E1细胞中LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值低于含雷帕霉素组及含酒精-雷帕霉素组(P=0.000,P=0.000);含雷帕霉素组LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值高于含酒精-雷帕霉素组(P =0.000).4组小鼠MC3T3-E1细胞中mTOR蛋白表达量比较,组间差异有统计学意义(1.13±0.10,1.23±0.06,0.34±0.03,0.63±0.05;F=167.800,P=0.000);正常组MC3T3-E1细胞中mTOR蛋白表达量低于含酒精组(P=0.033),高于含雷帕霉素组及含酒精-雷帕霉素组(P=0.000,P=0.000);含酒精组MC3T3-E1细胞中mTOR蛋白表达量高于含雷帕霉素组及含酒精-雷帕霉素组(P =0.000,P=0.000),含雷帕霉素组mTOR蛋白表达量低于含酒精-雷帕霉素组(P=0.000).4组小鼠MC3T3-E1细胞中Beclin-1蛋白表达量比较,组间差异有统计学意义(0.97±0.08,0.67±0.01,1.11±0.08,1.06±0.04;F=42.400,P=0.000);正常组MC3T3-E1细胞中Beclin-1蛋白表达量高于含酒精组,而与含雷帕霉素组、含酒精-雷帕霉素组比较,组间差异均无统计学意义(P =0.077,P=0.127);含酒精组MC3T3-E1细胞中Beclin-1蛋白表达量低于含雷帕霉素组及含酒精-雷帕霉素组(P =0.000,P=0.000);含雷帕霉素组MC3T3-E1细胞中Beclin-1蛋白表达量高于含酒精-雷帕霉素组(P =0.004).结论:细胞自噬在酒精性股骨头坏死的病变过程中可能发挥着非常重要的保护作用.酒精刺激引起的细胞自噬水平的降低可能是引起股骨头坏死的原因之一,其作用机制可能与酒精刺激影响自噬关键调控分子mTOR、Beclin1的表达有关.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈华		37	195	7.0	12.0
2	孙辽军		11	46	4.0	6.0
3	陶振宇		3	9	2.0	3.0
4	张月雷		1	3	1.0	1.0