摘要
骨性关节炎（Osteoarthritis，OA）是一种以软骨退变、滑膜炎症、软骨下骨硬化和骨赘形成为主要病理特征的慢性退行性疾病。软骨退变是骨性关节炎当中引起关节疼痛及活动机能丧失的主要病因。随着人类平均寿命的延长及人口老龄化增加，骨性关节炎的发病率逐年递增，严重威胁着人类健康。南极磷虾储量巨大，极具商业开发价值。南极磷虾油（Antarctickrilloil,AKO）是以南极磷虾为原料提取的一种新型功能脂质，富含磷脂型EPA和DHA等多种活性因子。近年来有研究表明EPA/DHA在骨性关节炎中具有明显的抗炎及抗分解代谢活性，但在调节软骨细胞自噬和凋亡方面鲜有报道。磷脂型EPA/DHA相比于甘油三酯型和乙酯型的EPA/DHA具有更好的稳定性和更高的生物活性，因此本研究以AKO为受试物，以软骨细胞自噬和凋亡为切入点，在动物水平系统研究了AKO对内侧半月板不稳（Destabilizationofmedialmeniscus，DMM）诱导的骨性关节炎小鼠软骨退变的影响并阐明了作用机制。主要研究结果如下： 采用DMM方法构建骨性关节炎小鼠模型，以不同剂量AKO干预60d。关节组织Hamp;E染色结果显示，AKO能够明显改善模型小鼠软骨结构，增加软骨厚度，提高透明软骨（HC）/钙化软骨（CC）比率（Plt;0.01），抑制关节软骨结构的损伤。番红固绿的染色结果进一步显示，AKO能够显著抑制模型小鼠软骨基质成分聚集蛋白多糖的流失，维持正常软骨面积，降低关节炎OARSI评分（Plt;0.01）。软骨代谢失衡及肥大成熟是引起OA的重要原因。分子生物学分析结果表明，AKO能够显著降低模型小鼠关节软骨中分解代谢基因Adamts-5及MMP-13的表达（Plt;0.01），提高合成代谢相关基因Acan、Col2α1、Sox9的表达（Plt;0.01），维持软骨代谢平衡；显著下调肥大代谢相关基因Ihh、Col10α1、Runx-2的表达（Plt;0.01），抑制软骨细胞异常肥大分化。TUNEL染色结果表明AKO能够显著抑制关节软骨细胞的异常凋亡。 软骨组织中n-3/n-6多不饱和脂肪酸（PUFA）的比例对OA病理进程有重要的影响。脂肪酸气相色谱的分析结果表明，AKO能够显著提高模型小鼠关节软骨组织中亚麻酸(LNA)、二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）及总n-3PUFA的相对含量（Plt;0.01），降低亚油酸（LA）、花生四烯酸（AA）和总n-6PUFA的相对含量（Plt;0.01），提高模型小鼠关节软骨组织n-3/n-6PUFA的比例（Plt;0.01）。 n-3PUFA是PPAR-γ的重要配体，自噬（Autophagy）是软骨细胞应对外部异常环境的一种自我保护调节机制，在OA进程中能够抑制软骨细胞异常凋亡，PPAR-γ对于mTOR/Autophagy通路具有重要的调节作用。结果表明，AKO能够明显提高模型小鼠关节软骨中PPAR-γ的mRNA和蛋白表达水平（Plt;0.01），显著降低mTOR的表达水平（Plt;0.01），提高自噬关键因子LC-3B、ATG-5、Bcelin-1和BNIP-3的表达水平（Plt;0.01），激活关节软骨细胞自噬进程。 P53诱导的线粒体凋亡通路是软骨细胞凋亡的重要途径之一。qRT-PCR的分析结果表明，AKO能够显著下调模型小鼠关节软骨组织P53、Bid、Bax、Cytochromec、caspase9、caspase3的mRNA的表达（Plt;0.01），上调抑凋亡因子Bcl-2和Bcl-xl的mRNA表达水平（Plt;0.01），WesternBlot的结果进一步表明，AKO能够显著降低Bax、caspase-3和cleaved-caspase-3的蛋白表达量（Plt;0.01），提高Bcl-2蛋白表达量（Plt;0.01），从而抑制软骨细胞凋亡进程。 与传统鱼油（FishOil,FO）相比，AKO具有更好的吸收性和生物利用度。本实验进一步比较研究了AKO与FO对于OA的改善作用，结果显示，AKO与FO均能改善模型小鼠的软骨结构，抑制软骨聚集蛋白多糖的流失，维持软骨代谢平衡，综合比较AKO的效果优于FO。 综上所述，AKO具有显著改善骨性关节炎模型小鼠软骨结构、抑制软骨退变的作用，其机制与上调PPAR-γ调节的mTOR/Autophagy通路及抑制p53介导的线粒体凋亡通路有关。本研究以软骨细胞自噬及凋亡为切入点，系统研究了AKO对骨性关节炎的影响并阐明了作用机制，研究结果为南极磷虾油的高值化利用和功能食品的开发奠定了良好的理论基础。
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