普鲁士蓝纳米粒子抗氧化恢复退变髓核细胞线粒体功能OA北大核心

背景:恢复髓核细胞的正常活性氧水平和线粒体功能、抑制髓核细胞凋亡是延缓椎间盘退变的关键靶点。普鲁士蓝纳米粒子具有类过氧化物酶活性,能够有效清除病理微环境中的活性氧,保护髓核细胞免受氧化应激损伤。目的:探讨普鲁士蓝纳米粒子延缓大鼠髓核退变的生物学功能和机制。方法:采用水热法制备普鲁士蓝纳米粒子,表征其微观形貌与粒径大小。采用不同质量浓度(20,40,60,80,100μg/mL)的普鲁士蓝纳米粒子干预第2代SD大鼠尾椎髓核细胞,24 h后通过CCK-8实验检测细胞增殖;采用60μg/mL普鲁士蓝纳米粒子干预第2代SD大鼠尾椎髓核细胞,1,3 d后通过活死染色观察髓核细胞活力。取第2代SD大鼠尾椎髓核细胞,观察细胞贴壁后分3组干预:对照组不进行任何干预,脂多糖组加入脂多糖,脂多糖+普鲁士蓝纳米粒子组加入脂多糖与60μg/mL普鲁士蓝纳米粒子,干预24后分别进行活性氧、线粒体超氧化物、线粒体膜电位检测,干预48 h后分别进行RT-qPCR检测与阿尔新蓝染色。结果与结论:(1)透射电镜下可见普鲁士蓝纳米粒子为均匀的纳米立方体,平均粒径为130 nm;(2)CCK-8检测结果显示20-60μg/mL普鲁士蓝纳米粒子无明显的细胞毒性,后续实验选择60μg/mL普鲁士蓝纳米粒子进行细胞干预;活死染色结果显示60μg/mL普鲁士蓝纳米粒子不影响髓核细胞活力;(3)与对照组比较,脂多糖组髓核细胞内活性氧、线粒体超氧化物水平升高(P<0.01),线粒体膜电位降低(P<0.01),Ⅱ型胶原、聚集蛋白多糖mRNA表达降低(P<0.01),基质金属蛋白酶13、血小板反应蛋白解整合素金属肽酶5 mRNA表达升高(P<0.01),阿尔新蓝染色阳性区域减少(P<0.01);与脂多糖组比较,脂多糖+普鲁士蓝纳米粒子组髓核细胞内活性氧、线粒体超氧化物水平降低(P<0.01),线粒体膜电位升高(P<0.01),Ⅱ型胶原、聚集蛋白多糖mRNA表达升高(P<0.01),基质金属蛋白酶13、血小板反应蛋白解整合素金属肽酶5 mRNA表达降低(P<0.01),阿尔新蓝染色阳性区域增加(P<0.01)。结果表明,普鲁士蓝纳米粒子通过减轻髓核细胞氧化应激、恢复线粒体功能并维持细胞外基质合成和分解代谢平衡延缓大鼠髓核退变。