PI3K/Aktシグナル経路に基づく化浊散结除痹方の痛風骨侵食モデルラットに及ぼす影響及び作用機序の検討

ZHENG Zhuoming ,  

LIU Jun ,  

WANG Meiling ,  

CHEN Xiaohua ,  

LI Yuwan ,  

PENG Siwei ,  

ZHANG Yingjie ,  

YANG Ruifang ,  

SU Youxin ,  

XIAO Yan ,  

GUO Jiemei ,  

摘要

目的:化浊散结除痹方が痛風骨侵食モデルラットに与える影響を観察し、その作用機序を探討する。方法:2か月齢の雄性SDラット36匹を無作為に対照群(9匹)とモデル群(27匹)に分けた。モデル群には次黄嘌呤溶液300 mg·kg-1·日-1及びオキシン酸カリウム溶液250 mg·kg-1·日-1を胃管投与し、右足関節に25 g·L-1単ナトリウム尿酸結晶(MSU)懸濁液200 μLを3日に1回注入して、痛風骨侵食モデルを誘導した。4週間後、両群から各3匹を無作為に抽出してモデルを検証した。モデル群の成モデルラット24匹を無作為にモデル群、化浊散结除痹方群(10.35 g·kg-1·日-1)、アロプリノール群(20 mg·kg-1·日-1)、阻害剤群(LY294002、10 mg·kg-1·日-1)に分け(各6匹)、対照群を除き他群は投与と共に次黄嘌呤溶液300 mg·kg-1+オキシン酸カリウム溶液250 mg·kg-1を胃管投与しモデル維持を行った。化浊散结除痹方群及びアロプリノール群は上述の用量で胃管投与、阻害剤群は腹腔内注射を行い、空白群及びモデル群は生理食塩水を胃管投与し、4週間連続投与した。投与終了後、各群の足関節の腫脹及び径を観察し測定した。Micro-CTによって足関節の骨体積率(BV/TV)及び骨表面積体積比(BS/BV)を定量解析した。ヘマトキシリン・エオシン(HE)染色及びファンギンO-固緑染色で足関節組織の病理変化を観察した。酵素比色法で血清尿酸を測定し、ELISA法で炎症因子腫瘍壊死因子-α(TNF-α)、インターロイキン(IL)-1β及びIL-6のレベルを測定した。免疫蛍光染色法で足関節組織中の核転写因子-κB受容体活性化因子リガンド(RANKL)、リン酸化(p)-ホスファチジルイノシトール3-キナーゼ(PI3K)タンパク質の発現を検出した。リアルタイムPCR法で骨侵食関連蛋白RANKL、抗酒石酸酸性ホスファターゼ(TRAP)、組織蛋白分解酵素K(CTSK)及びマトリックスメタロプロテイナーゼ-9(MMP-9)のmRNAレベルを検出した。ウェスタンブロット法で骨侵食関連蛋白RANKL、CTSK、TRAP、MMP-9及びPI3K/タンパク質キナーゼB(Akt)シグナル経路関連蛋白PI3K、Akt、哺乳類標的ラパマイシン(mTOR)、p-PI3K、p-Akt、p-mTORの発現を解析した。結果は対照群と比較し、モデル群は足関節の腫脹及び径の増大、Micro-CTで表面の凹凸不平及び蜂巣状骨侵食が観察され、BV/TVは明らかに減少し、BS/BVは有意に増加した(P<0.05)。HE染色で関節隙間の狭小化、軟骨表面の不連続性、不整さ、軟骨細胞数の減少及び不均一な分布、部分的な肥大現象、潮線の不明瞭化等の特徴が見られ、痛風骨侵食ラットモデルの成功を示唆した。介入4週間後、対照群と比較しモデル群は足関節の明らかな腫脹及び径の有意な増大(P<0.05)、Micro-CTでは凹凸不平な表面、蜂巣状骨侵食、骨微細構造のBV/TV低下及びBS/BV上昇(P<0.05)が認められた。病理では関節隙間の狭小化と軟骨破壊が重度であった。血清尿酸及び炎症因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)レベルは有意に上昇し(P<0.05)、関節組織中の骨侵食関連蛋白RANKL、CTSK、TRAP、MMP-9のmRNA及び蛋白発現は顕著に増加した(P<0.05)。PI3K/Aktシグナル経路関連蛋白p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt、p-mTOR/mTORも有意に上昇した(P<0.05)。RANKL及びp-PI3K蛋白の蛍光強度も明らかに増加した(P<0.05)。各投薬群はこれらの指標が程度は異なるものの改善した。化浊散结除痹方群及び阻害剤群は足関節腫脹の軽減、骨浸食及び骨微細構造(BV/TV減少、BS/BV上昇)並びに軟骨浸食病理の改善、炎症因子レベルの低下、骨侵食関連蛋白発現のダウンレギュレーション、PI3K/Akt/mTORシグナル経路活性化の抑制において有意に強い効果を示した(P<0.05)。化浊散结除痹方群及びアロプリノール群は血清尿酸が有意に低下した(P<0.05)。化浊散结除痹方と比較し、アロプリノール群は足関節径が有意に大きく(P<0.05)、骨浸食が著しく骨微細構造障害も深刻で(P<0.05)、軟骨浸食病理の改善が不十分であり、血清IL-6、TNF-αレベルが有意に上昇し(P<0.05)、骨浸食関連蛋白発現やPI3K/Aktシグナル経路蛋白発現比率も有意に増加した(P<0.05)。阻害剤群は骨微細構造改善及びIL-1β、IL-6低下は化浊散结除痹方と同等であったが、TNF-α抑制、骨侵食関連蛋白発現低下及びPI3K/Akt/mTOR信号経路抑制においては優れていたが、軟骨浸食病理改善及び血清尿酸低下効果はやや劣っていた(P<0.05)。結論:化浊散结除痹方は血清尿酸レベルを低下させ、炎症因子分泌を減少させ、関節組織中のRANKL、CTSK、TRAP、MMP-9骨浸食関連蛋白発現をダウンレギュレートし、痛風骨浸食の改善機序は本方がPI3K/Aktシグナル経路を抑制することに関連する可能性がある。

关键词

化浊散结除痹方;慢性痛風性関節炎;痛風骨侵食;ホスファチジルイノシトール3-キナーゼ(PI3K)/プロテインキナーゼB(Akt)シグナル経路;炎症

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