刃针疗法对膝骨关节炎白兔膝关节软骨组织黏着(3)

KOA最早的病变部位源于关节软骨。膝关节软骨“磨损”是KOA的经典病理改变，机械应力在膝关节软骨的病理性改变中起着重要作用[12]，而膝关节应力不足或过度也会引发关节软骨细胞凋亡和细胞外基质降解[13-14]。细胞信号通路在KOA的发生发展过程中起到至关重要的作用。细胞信号通路不断地将生理或病理的外界信号刺激(细胞因子、生长因子、力学信号等)传递至软骨细胞内，其异常表达会影响关节软骨细胞的生长分化，造成关节软骨退变。 整合素是关节软骨表面的机械应力的敏感受体[15]，本质为细胞黏附分子，分为α和β两种亚基型。其中，整合素β1在介导外界各种应力刺激向细胞内转化的过程中起着重要作用[16]。FAK是整合素β1介导的信号通路中主要成分，其可与多种下游分子结合，使其磷酸化，并启动整合素下游的MAPK信号通路，调节细胞功能。一旦MAPK信号转导途径被激活，其通路中的关键蛋白(p38、JNK、ERK)会被磷酸化[17]，因此JNK、p38、ERK表达水平被作为反映MAPK信号转导通路是否被激活的指标。其中，JNK参与多种细胞因子和应力刺激诱导的细胞凋亡过程[18]；而p38则属于MAPK家族中的应激活化蛋白激酶，p38MAPK信号通路被激活后，能促进炎症因子、基质金属蛋白酶、前列腺素、环氧化酶等物质的靶基因表达，进而导致软骨成分丢失和破坏，从而产生相应的炎症反应[19-20]；ERK可介导软骨细胞终末分化、细胞增殖，是一条具有显著特点的MAPK信号转导通路，也是控制软骨细胞增殖、分化的主要途径[21]。已有研究证实，ERK1/2能促进软骨细胞增殖和肥大细胞分化，从而使软骨钙化，骨赘形成[22]。可见，p38、JNK、ERK都可以诱导软骨细胞产生基质金属蛋白酶，加速关节软骨病理性降解，并参与软骨细胞增殖、分化、凋亡等一系列反应。因此FAK-MAPK这条介导的信号通路在调节软骨细胞功能、抑制胶原和蛋白多糖合成以及其关键蛋白的表达将直接影响关节软骨的完整性。

本研究中，模型组的白兔患肢活动明显减少，且伴轻度全身反应症状及轻度跛行，光镜下可见膝关节出现典型的病理改变，进一步证实KOA模型成功建立。本研究模型组白兔的膝关节软骨组织中整合素β1、FAK、p38、JNK、ERK1/2蛋白表达水平均高于空白组(P<0.05)，提示FAK-MAPK信号通路在KOA发生发展过程中起着重要的调控作用：KOA所致关节制动造成膝关节力学平衡失调，力学信号发生转变，并传导至细胞膜后调控相关的基因表达，使其构型发生改变，造成软骨成分丢失。有研究表明，针刺穴位能有效地剥离病灶部位的粘连，舒展挛缩，使动态平衡失调得到纠正，促进患膝关节软骨修复[22]。本研究中，在对白兔患膝关节进行刃针或电针干预后也发现，刃针组和电针组白兔的膝关节软骨组织中整合素β1、FAK、p38、JNK、ERK1/2蛋白表达水平均低于模型组(P<0.05)，提示刃针和电针通过调节FAK-MAPK信号通路，改变患膝关节力学应力异常状态，这或是其促进KOA关节软骨修复的可能机制。同时，本研究结果还显示，给予整合素β1、FAK、p38、JNK、ERK1/2的特异性抑制剂(PF-)预处理后，模型抑制组、刃针抑制组、电针抑制组的整合素β1、FAK、p38、JNK、 ERK蛋白表达水平分别低于模型组、刃针组、电针组(均P<0.05)。这提示特异性抑制剂PF-能够抑制KOA白兔膝关节软骨中整合素β1、FAK、p38、JNK、ERK1/2的表达，同时也说明了FAK-MAPK力学信号通路或能介导刃针和电针干预的膝关节软骨修复过程。此外，刃针组的整合素β1、JNK、 ERK1/2蛋白表达水平均低于电针组(均P<0.05)，说明刃针对FAK-MAPK这一力学转导信号通路的干预作用可能更大。

综上所述，FAK-MAPK信号通路在KOA发生和发展过程中起着重要的调控作用，而刃针治疗可有效地降低KOA白兔FAK-MAPK信号通路中的整合素β1、JNK、ERK1/2蛋白的过度表达，且其干预作用优于电针疗法，这或是其促进膝关节软骨修复的力学机制。由于本实验只是针对单一动物(白兔)和单一的FAK- MAPK信号通路进行观察，是否还存在其他信号通路，或其与这些信号通路是否有交叉作用，目前尚未清楚，仍需更加全面而完整的实验研究来进一步证实。

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文章来源：《力学季刊》 网址: http://www.lxjkzz.cn/qikandaodu/2021/0208/337.html