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.2019年1月；43(1):336-344.
doi:10.3892/ijmm.2018.3948。 Epub 2018年10月23日。

平板运动对大鼠骨关节炎模型膝关节软骨自噬的影响

张晓宁 1, 岳阳 1, 辛莉（Xin Li） 2, 何章 1, 易纲 1, 白伦浩 1
附属公司

平板运动对大鼠骨关节炎模型膝关节软骨自噬的影响

张晓宁等。 国际分子医学杂志. 2019年1月.

摘要

本研究的目的是研究碘乙酸单钠（MIA）诱导的骨关节炎（OA）大鼠模型中关节软骨的潜在变化，无论是否进行适度的平板运动治疗。共30只雄性Sprague‑Dawley大鼠被随机分为三组（n=10），包括对照组、OA组和OA伴跑步机运动（OAE）组。在完成跑步机运动计划后对大鼠进行评估（速度为18 m/min；30 min/天；5天/周，共4周）。采用ELISA法测定血清和关节内灌洗液（IALF）中白细胞介素（IL）‑1β和IL‑4水平。通过组织学、免疫组织化学、western blotting和逆转录定量聚合酶链反应评估关节软骨和滑膜的变化。结果表明，OAE组血清和IALF中的IL‑1β降低，而IL‑4升高，组织学评估表明OAE组有明显的治疗反应。然而，与OA组相比，OAE组关节软骨中II型胶原的表达增加，而ADAMTS5的表达减少。与轻链3B（LC3B）相比，OA组BECLIN1和固位体1（SQSTM1）的蛋白表达水平增加。此外，OA组和OAE组之间的LC3B和SQSTM1蛋白水平显著增加，而OA组与OAE组在浅层和深层的BECLIN1水平没有变化。western blotting结果显示，OA组LC3II显著降低，OAE组部分升高。OA组和OAE组中LC3B和SQSTM1的mRNA表达水平增加，两组之间观察到显著差异，而BECLIN1水平也随之降低。总之，30min的平板运动对MIA诱导的OA大鼠关节软骨具有明显的保护作用，并可能促进关节软骨的自噬。

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数字

图1
图1
（A） 大鼠的治疗计划。（B） 跑步机运动期间的体重。所有大鼠均接受标准饮食，每周测量体重。在运动期间，对照组和OA组之间没有发现显著差异。在第4周和第5周，对照组和OAE、OA和OAE组之间存在显著差异。*与对照组相比，P<0.05和**P<0.01；+P<0.05和+++与OAE组相比，P<0.001。结果表示为平均值和95%置信区间（单向方差分析；n=10只大鼠/组）。碘乙酸单钠；骨性关节炎；OAE，OA伴跑步机运动。
图2
图2
胫股关节的组织学染色和评估。（A） 矢状面切片的H&E和甲苯胺蓝染色。在×40倍放大率下拍摄图像，并使用选定正方形的局部放大率观察各组的细节（H&E为×200，甲苯胺蓝为×400）。（B） 胫股关节的Mankin评分和（C）OARSI评分。对照组与OA组、对照组与AOE组以及OA组与OAE组之间的差异具有统计学意义。***P<0.001，++P<0.01和+++与OA组相比，P<0.001。结果表示为平均值和95%置信区间（单向方差分析；n=10只大鼠/组）。骨性关节炎；OAE，OA伴跑步机运动；H&E、苏木精和曙红。
图3
图3
各组间II型胶原和ADAMTS5改变。（A） 免疫组织化学染色图像和（B）II型胶原定量水平。图像以40倍放大率拍摄，并在200倍放大率下对选定的正方形进行局部放大。对照组和OA组之间的差异显著（n=5）。（C） 蛋白质印迹分析和（D）II型胶原和ADAMTS5蛋白水平的定量结果，以β-肌动蛋白作为内部参考。对于II型胶原和ADAMTS5，对照组与OA组、对照组与0AE组以及OA组与0EAE组之间的差异显著（n=3）。结果表示为平均值和95%置信区间（单向方差分析）。*P<0.05，**P<0.01和***与对照组相比P<0.001；+P<0.05和++P<0.01。骨性关节炎；OAE，OA伴跑步机运动；ADAMTS5，一种具有血小板反应蛋白基序5的去整合素和金属蛋白酶。
图4
图4
（A） H&E染色用于滑膜组织学评估，以及（B）滑膜炎评分。图像以40倍放大率拍摄，并在200倍放大率下对选定的正方形进行局部放大。对照组与OA组、对照组与AOE组以及OA组与OAE组滑膜炎评分的差异具有统计学意义（n=5）。（C） 血清和IALF中IL-1β和IL-4水平的ELISA检测。平板运动降低了血清和IALF中IL-1β的升高，并逆转了碘乙酸单钠注射引起的IL-4的降低（n=10）。结果表示为平均值和95%置信区间（单向方差分析）。+与OA组相比P<0.05；***与对照组相比，P<0.001。骨性关节炎；OAE、有跑步机运动的OA；H&E、苏木精和曙红；关节内灌洗液；白介素，白介素。
图5
图5
LC3B、SQSTM1和BECLIN1的免疫组织化学染色。（A） 在OA和OAE组中，LC3B的软骨SZ和DZ均降低，而平板运动增加了OA大鼠中LC3B的表达。（B） OA和OAE组SQSTM1表达增加，而跑步机运动明显增加了软骨SZ和DZ的SQSTM2水平。（C） OA组和OAE组软骨SZ和DZ的BECLIN1表达均增加，OA组与OAE组之间无显著差异。（D） 结果表示为平均值和95%置信区间（单向方差分析；n=5）。*P<0.05，**P<0.01和***与对照组相比P<0.001；+P<0.05，++P<0.01和+++P<0.001。骨性关节炎；OAE，OA伴跑步机运动；LC3B，轻链3B；SQSTM1，固位体1；SZ，浅层；DZ，深部区域。
图6
图6
LC3B蛋白水平的Western blot分析，LC3B、SQSTM1和BECLIN1 mRNA表达水平的逆转录定量聚合酶链反应。（A） Western blot分析和（B）LC3B蛋白定量水平，表明OA和OAE组与对照组相比显著降低（n=3）。OA组和OAE组之间无显著差异。（C） LC3B、BECLIN1和SQSTM1的相对mRNA表达水平（n=4）。OA组和OAE组之间没有显著差异。结果表示为平均值和95%置信区间（单向方差分析）。*P<0.05和***与对照组相比，P<0.001。骨性关节炎；OAE，OA伴跑步机运动；LC3B，轻链3B；SQSTM1，隔离体1。
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