温经通络汤对膝骨关节炎模型小鼠膝关节软骨组织HMGB1/NF-κB信号通路的影响

钱佳佳; 许奇; 许炜民; 黄桂成

doi:10.13288/j.11-2166/r.2023.09.013

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

温经通络汤对膝骨关节炎模型小鼠膝关节软骨组织HMGB1/NF-κB信号通路的影响

实验研究 | 更新时间：2023-04-27

- 温经通络汤对膝骨关节炎模型小鼠膝关节软骨组织HMGB1/NF-κB信号通路的影响
- Effect of Wenjing Tongluo Decoction （温经通络汤） on HMGB1/NF-κB Signaling Pathway in Knee Articular Cartilage Tissue of Knee Osteoarthritis Model Mice
- 中医杂志 2023年64卷第9期页码：939-947
- 作者机构：
  
  1.南京中医药大学，江苏省南京市栖霞区仙林大道138号，210023
  2.安徽中医药大学第一附属医院
- 作者简介：
  
  hgc@njucm.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(81774341);江苏高校品牌专业建设工程二期项目
- DOI：10.13288/j.11-2166/r.2023.09.013
  中图分类号：
- 收稿：2022-08-23，
  
  修回：2023-02-12，
  
  纸质出版：2023-05-02
- 稿件说明：
移动端阅览
钱佳佳,许奇,许炜民等.温经通络汤对膝骨关节炎模型小鼠膝关节软骨组织HMGB1/NF-κB信号通路的影响[J].中医杂志,2023,64(09):939-947.

QIAN Jiajia,XU Qi,XU Weimin,et al.Effect of Wenjing Tongluo Decoction （温经通络汤） on HMGB1/NF-κB Signaling Pathway in Knee Articular Cartilage Tissue of Knee Osteoarthritis Model Mice[J].Journal of Traditional Chinese Medicine,2023,64(09):939-947.
钱佳佳,许奇,许炜民等.温经通络汤对膝骨关节炎模型小鼠膝关节软骨组织HMGB1/NF-κB信号通路的影响[J].中医杂志,2023,64(09):939-947. DOI： 10.13288/j.11-2166/r.2023.09.013.

QIAN Jiajia,XU Qi,XU Weimin,et al.Effect of Wenjing Tongluo Decoction （温经通络汤） on HMGB1/NF-κB Signaling Pathway in Knee Articular Cartilage Tissue of Knee Osteoarthritis Model Mice[J].Journal of Traditional Chinese Medicine,2023,64(09):939-947. DOI： 10.13288/j.11-2166/r.2023.09.013.

摘要

目的

探讨温经通络汤治疗膝骨关节炎的可能作用机制。

方法

将32只小鼠随机分为假手术组，模型组及温经通络汤低剂量组、高剂量组，每组8只。除假手术组外，其余各组采用前交叉韧带横断术（ACLT）法建立膝骨关节炎模型。术后4周，温经通络汤低剂量、高剂量组分别以温经通络汤20、80 g/（kg·d）灌胃，假手术组及模型组给予0.2 ml/10 g生理盐水灌胃，均每天1次，持续4周。采用HE染色及番红O-固绿（S-O）染色法观察各组小鼠软骨组织病理形态，并根据改良Mankin's评分标准对病理变化进行评分；Western blot法检测各组小鼠关节软骨组织中基质金属蛋白酶13（MMP13）、Ⅱ型胶原（COLⅡ）及高迁移率族蛋白B1（HMGB1）、核因子κB（NF-κB）通路的蛋白表达情况；qPCR法检测COLⅡ、MMP13及NF-κB mRNA表达；免疫组化法观察软骨中诱导型一氧化氮合酶（iNOS）表达；ELISA法检测血清炎症因子前列腺素E2（PGE2）、白细胞介素6（IL-6）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）表达。

结果

与假手术组比较，模型组关节软骨表面破坏明显，软骨层有明显缺损，改良Mankin's评分提高，软骨组织中p-IκBα/IκBα值、p-p65/p65值、MMP13及HMGB1蛋白表达，MMP13、NF-κB1及NF-κB2 mRNA表达均显著提高，iNOS阳性细胞表达增加，血清炎症因子IL-6、PGE2和TNF-α表达明显升高，且COLⅡ蛋白及mRNA表达明显降低（

＜0.05或

＜0.01）；与模型组比较，温经通络汤高、低剂量组软骨组织病理形态均改善，关节软骨表面破损减少，改良Mankin's评分降低，软骨组织中p-IκBα/IκBα值、p-p65/p65值、MMP13及HMGB1蛋白表达，MMP13、NF-κB1 mRNA表达，血清炎症因子IL-6、PGE2和TNF-α表达水平均明显降低，iNOS阳性细胞表达减少，COLⅡ蛋白表达升高（

＜0.05或

＜0.01）；与温经通络汤低剂量组比较，温经通络汤高剂量组改良Mankin's评分，p-IκBα/IκB α值和MMP13蛋白表达，MMP13、NF-κB1、NF-κB2 mRNA，血清炎症因子IL-6、PGE2和TNF-α表达降低，p-p65/p65值升高（

＜0.01）。

结论

温经通络汤可显著改善膝骨关节炎模型小鼠软骨组织病理形态，延缓疾病进程，其作用机制可能与抑制HMGB1/NF-κB信号通路，减轻炎症反应有关。

Abstract

Objective

To explore the possible mechanism of

Wenjing Tongluo Decoction

（温经通络汤， WTD） in the treatment of knee osteoarthritis （KOA）.

Methods

Thirty-two mice were randomly divided into sham operation group， model group， WTD low-dose group （Group WTD-L） and high-dose group （Group WTD-H）， with eight mice in each group.Except for the Group S， the KOA model was established with anterior cruciate ligament transection （ACLT） method. Four weeks after operation， Group WTD-L and Group WTD-H were given 20 and 80 g/（kg·d） of WTD by gavage， respectively， while Group S and Group M were given 0.2 ml/10 g of normal saline by gavage， once a day for 4 weeks. The pathological morphology of the cartilage tissue of mice were evaluated through HE staining and safranin O-fast green （S-O） staining， and the pathological changes were scored according to the modified Mankin system. Protein expression of matrix metalloproteinase 13 （MMP13）， collagen （COLⅡ）， high mobility group box B1 （HMGB1）， and nuclear factor κB （NF-κB） pathway in articular cartilage of mice were detected by Western blot. The mRNA expression of COLⅡ， MMP13 and NF-κB were detected by qPCR method. Inducible nitric oxide synthase （iNOS） expression in cartilage was observed by immunohistochemistry， and serum inflammatory factors prostaglandin E2 （PGE2），interleukin 6 （IL-6）， and tumor necrosis factor α （TNF-α） were detected by ELISA.

Results

Compared to those in the sham operation group， the articular cartilage surface in the model group was damaged significantly with obvious defects of cartilage layer， and the modified Mankin score significantly increased； the protein expression of p-IκBα/IκBα， p-p65/p65， MMP13 and HMGB1 in the cartilage tissue， the mRNA expression of MMP13， NF-κB1 and NF-κB2， positive expression of iNOS cells， expression of serum inflammatory factors IL-6， PGE2 and TNF-α increased， while the protein and mRNA expression of COLⅡ significantly decreased （

＜0.05 or

＜0.01）. Compared to those in the model group， the pathological morphology of cartilage tissues in Group WTD-L and Group WTD-H were improved， and the damage of articular cartilage surface was reduced； the modified Mankin score decreased， as well as the p-IκBα/IκBα， p-p65/p65， MMP13 and HMGB1 protein expression， MMP13 and NF-κB1 mRNA expression， serum inflammatory factors IL-6， PGE2 and TNF-α expression levels in cartilage tissue， and positive expression of iNOS cells， while the expression of COLⅡ protein increased （

＜0.05 or

＜0.01）. Compared to those in the Group WTD-L， the modified Mankin score， p-IκBα/IκBαand MMP13 protein expression， MMP13， mRNA expression of NF-κB1 and NF-κB2， serum inflammatory factors IL-6， PGE2 And TNF-α expression in the Group WTD-H significantly decreased， while p-p65/p65 value increased （

＜0.01）.

Conclusion

WTD can significantly improve the pathological morphology of cartilage tissue in KOA mice and delay the progression of disease.Its mechanism may be related to the inhibition of HMGB1/NF-κB signaling pathway and the reduction of inflammatory responses.

关键词

Keywords

references

中华医学会骨科学分会关节外科学组，中国医师协会骨科医师分会骨关节炎学组，国家老年疾病临床医学研究中心（湘雅医院），等 . 中国骨关节炎诊疗指南（2021年版）［J］. 中华骨科杂志， 2021 ， 41 （ 18 ）： 1291 - 1314 .

王和鸣，黄桂成 . 中医骨伤科学［M］. 北京：中国中医药出版社， 2016 ： 372 - 373 .

冯晓晴，蔡道章，余星磊，等 . 基于GBD大数据中国膝骨关节炎疾病负担现状与趋势分析［J］. 现代预防医学， 2022 ， 45 （ 10 ）： 1753 - 1760 .

GLYN‐JONES S ， PALMERAJ ， AGRICOLA R ， et al . Osteoarthritis ［J］. Lancet ， 2015 ， 386 （ 9991 ）： 376 - 387 .

HYOCHOL A ， JUN-HO L ， JIN MC ， et al . The relationship between beta-endorphin and experimental pain sensitivity in older adults with knee osteoarthritis ［J］. Biol Res Nurs ， 2019 ， 21 （ 4 ）： 400 - 406 .

WU X ， MI Y ， YANG H ， et al . The activation of HMGB1 as a progression factor on inflammation response in normal human bronchial epithelial cells through RAGE/JNK/NF-kappaB pathway ［J］. Mol Cell Biochem ， 2013 ， 380 （ 1/2 ）： 249 - 257 .

陈晨 . 温经通络汤治疗膝骨关节炎（寒湿痹阻证）的临床观察［D］. 南京：南京中医药大学， 2020 .

许炜民，钱佳佳，韩龙，等 . 温经通络汤对小鼠膝骨关节炎软骨形态改变和VEGF、MMP-13、HIF-1α表达情况的影响［J］. 中医药信息， 2020 ， 37 （ 6 ）： 6 - 12 .

许奇，钱佳佳，许炜民，等 . 温经通络汤对膝骨关节炎模型小鼠VEGF/VEGFR2/ERK1/2信号通路的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2021 ， 27 （ 13 ）： 28 - 34 .

KAMEKURA S ， HOSHI K ， SHIMOAKA T ， et al . Osteo-arthritis development in novel experimental mouse models induced by knee joint instability ［J］. Osteoarthritis Cartilage ， 2005 ， 13 （ 7 ）： 632 - 641 .

QIAN JJ ， XU Q ， XU WM ， et al . Expression of VEGF-A signaling pathway in cartilage of ACLT-induced osteoarthritis mouse model ［J］. Orthop Surg Res ， 2021 ， 16 （ 1 ）： 379 .

陈奇 . 中药药理研究方法学［M］. 北京：人民卫生出版社， 1996 ： 1103 .

PATEL DV ， SAWANT MG ， KAUＲ G ． Evaluation of anti-osteoarthritic activity of Vigna mungo in papain induced osteoarthritis model ［J］． Indian J Pharmacol ， 2015 ， 47 （ 1 ）： 59 - 64 ．

闵文，周龙云，黄桂成，等 . 黄桂成教授运用络病理论治疗骨关节炎学术思想探讨［J］. 四川中医， 2018 ， 36 （ 8 ）： 8 - 10 .

LUO Y ， ZHANG Y ， HUANG Y . Icariin reduces cartilage degeneration in a mouse model of osteoarthritis and is associated with the changes in expression of indian hedgehog and parathyroid hormone-related protein ［J］. Med Sci Monitor ， 2018 ， 24 ： 6695 - 6706 . doi： 10.12659/MSM.910983 http://dx.doi.org/10.12659/MSM.910983 .

郑力铭，马佳凯，王威，等 . 关节软骨退变相关生物学标志物研究进展［J］. 中国中医骨伤科杂志， 2022 ， 30 （ 3 ）： 78 - 84 .

YAO X ， SUN K ， YU S ， et al . Chondrocyte ferroptosis contribute to the progression of osteoarthritis ［J］. J Orthop Translat ， 2021 ， 27 ： 33 - 43 . doi： 10.1016/j.jot. 2020. 09.006 http://dx.doi.org/10.1016/j.jot.2020.09.006 .

CHENG T ， BAI J ， CHUNG CS ， et al . Enhanced innate inflammation induced by anti-BTLA antibody in dual insult model of hemorrhagic shock/sepsis ［J］. Shock ， 2016 ， 45 （ 1 ）： 40 - 49 .

闫文，顾玉彪，谢兴文，等 . microRNA-223调控NF-κB信号通路干预骨关节炎的研究进展［J］. 中国骨质疏松杂志， 2022 ， 28 （ 11 ）： 1706 - 1710 .

TANG Z H ， PENG J ， REN Z ， et al . New role of PCSK9 in atherosclerotic inflammation promotion involving the TLR4/NF-κBpathway ［J］. Atherosclerosis ， 2017 ， 262 ： 113 - 122 . doi： 10.1016/j.atherosclerosis.2017.04.023 http://dx.doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2017.04.023 .

JIA Y ， PANG C ， ZHAO K ， et al . Garcinol suppresses IL-1β-induced chondrocyte inflammation and osteoarthritis via inhibition of the NF-κB signaling pathway ［J］. Inflammation ， 2019 ， 42 （ 5 ）： 1754 - 1766 .

LI D ， LUO F ， GUO T ， et al . Targeting NF-κB pathway by dietary lignans in inflammation： expanding roles of gut microbiota and metabolites ［J］. Crit Rev Food Sci Nutr ， 2022 ： 1 - 17 . doi： 10.1080/10408398.2022.2026871 http://dx.doi.org/10.1080/10408398.2022.2026871 .

DUＲAND JK ， BALDWIN AS ． Targeting IKK and NF-κB for therapy ［J］. Adv Protein Chem Struct Biol ， 2017 （ 107 ）： 77 - 115 . doi： 10.1016/bs.apcsb. 2016. 11. 006． http://dx.doi.org/10.1016/bs.apcsb.2016.11.006．

蔡任，钱佳佳，许奇，等 . 游泳运动对膝骨关节炎小鼠软骨退变和NF-κB激活的影响［J］. 山东体育学院学报， 2021 ， 37 （ 6 ）： 25 - 33 .

KANG R ， CHEN R ， ZHANG Q ， et al . HMGB1 in health and disease ［J］. Mol Aspects Med ， 2014 ， 40 ： 1 - 116 . doi： 10.1016/j.mam.2014.05.001 http://dx.doi.org/10.1016/j.mam.2014.05.001 .

CIPRANDI G ， BELLUSSI LM ， PASSALI GC ， et al . HMGB1 in nasal inflammatory diseases： a reappraisal 30 years after its discovery ［J］. Expert Rev Clin Immunol ， 2020 ， 16 （ 5 ）： 457 - 463 .

YANG Y ， YANG L ， JIANG S ， et al . HMGB1 mediates lipopolysaccharide-induced inflammation via interacting with GPX4 in colon cancer cells ［J］. Cancer Cell Int ， 2020 ， 20 ： 205 . doi： 10.1186/s12935-020-01289-6 http://dx.doi.org/10.1186/s12935-020-01289-6 .

张春玲，梁超，王宝爱，等 . 大黄素通过调控HMGB1/TLR4/NF-κB信号通路对老年脑出血模型大鼠炎症因子的影响［J］. 中国免疫学杂志， 2022 ， 38 （ 24 ）： 2992 - 2996 .

查看原文

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

电针对单纯性肥胖患者代谢-炎症网络的影响——一项随机对照临床观察

清肺渗湿汤联合西医治疗对支气管哮喘热哮证患者临床疗效及免疫功能的影响

八式太极拳对膝骨关节炎不同疼痛反应患者下肢关节负荷影响的回顾性分析

身痛逐瘀汤加减方辅助治疗类风湿关节炎合并间质性肺病瘀血痹阻证患者的前瞻性队列研究

知母-黄柏药对对卵巢切除骨质疏松症模型大鼠股骨微结构及骨脂分化的影响