過酸化水素と機械的刺激によって誘導される変形性関節症の軟骨細胞モデルに対するオークビンの保護効果

背景：変形性関節症（OA）の発症中に、軟骨エクムアナボリズムの調節不全、反応性酸素種（ROS）の異常生成（ROS）の異常生成、タンパク質化酵素の過剰生産など、特定の生化学的イベントが軟骨分解を促進することが示されています。酸化ストレス、炎症、アポトーシス効果から細胞成分を保護する際のオークビンの効力は十分に文書化されているため、OA治療の潜在的な候補になります。この研究では、H2O2および圧縮誘導OA様軟骨細胞モデルを使用して、OAに対するオークビンの保護利益を評価することを目指しました。 方法：1 mM H2O2刺激後、30分または24時間持続的な圧縮後、オクビンの効果をブタ軟骨細胞で研究しました。軟骨細胞の細胞増殖と細胞毒性に対するオークビンの効果は、WST-1およびLDHアッセイで測定されました。ROS生産は、ROS/スーパーオキシド検出キットの合計によって評価されました。カスパーゼ-3活性は、カスペースアッセイシステムによって評価されました。アポトーシスのレベルは、アネキシンV-FITCアポトーシス検出キットによって評価されました。OA関連遺伝子発現は、逆転写定量的ポリメラーゼ連鎖反応（RT-QPCR）によって測定されました。総DNAの定量化は、DNEASY血液および組織キットによって評価されました。硫酸化グリコサミノグリカン（SGAG）の生産と含有量は、DMMBアッセイとアルシアンブルー染色によって評価されました。 結果：結果は、1時間の前処理後にAucubinのROS除去効果が現れたことを示しました。オークビンは、H2O2によって誘導されるカスパーゼ-3活性を低下させ、流動性測定におけるアポトーシス細胞集団を減少させる可能性があります。RT-QPCRの結果では、オークビンはACANおよびCOL2A1遺伝子発現を維持し、H2O2および圧縮刺激によって誘導されるIL6およびMMP13遺伝子のアップレギュレーションを防ぐことができました。DMMBアッセイとアルシアンブルー染色では、アウクビンはSGAG含有量を維持し、軟骨細胞を圧縮ストレスから保護することができますが、H2O2からの酸化ストレスはありませんでした。 結論：これらの結果は、AucubinがH2O2および機械的刺激によって誘導される変形性関節症の軟骨細胞モデルに保護効果があることを示しています。

BACKGROUND: During the onset of osteoarthritis (OA), certain biochemical events have been shown to accelerate cartilage degradation, including the dysregulation of cartilage ECM anabolism, abnormal generation of reactive oxygen species (ROS) and overproduction of proteolytic enzymes and inflammatory cytokines. The potency of aucubin in protecting cellular components against oxidative stress, inflammation and apoptosis effects are well documented, which makes it a potential candidate for OA treatment. In this study, we aimed to evaluate the protective benefits of aucubin against OA using H2O2 and compression induced OA-like chondrocyte models. METHODS: The effects of aucubin were studied in porcine chondrocytes after 1 mM H2O2 stimulation for 30 min or sustained compression for 24 h. Effects of aucubin on cell proliferation and cytotoxicity of chondrocytes were measured with WST-1 and LDH assays. ROS production was evaluated by the Total ROS/Superoxide Detection Kit. Caspase-3 activity was evaluated by the CaspACE assay system. The levels of apoptosis were evaluated by the Annexin V-FITC apoptosis detection kit. OA-related gene expression was measured by reverse transcription quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR). Total DNA quantification was evaluated by the DNeasy Blood and Tissue kit. Sulfated-glycosaminoglycans (sGAGs) production and content were evaluated by DMMB assay and Alcian blue staining. RESULTS: The results showed that the ROS scavenge effects of aucubin appeared after 1 h of pretreatment. Aucubin could reduce the caspase-3 activity induced by H2O2, and reduced the apoptosis cell population in flowcytometry. In RT-qPCR results, aucubin could maintain ACAN and COL2A1 gene expressions, and prevent IL6 and MMP13 gene up-regulation induced by H2O2 and compression stimulations. In the DMMB assay and Alcian blue staining, aucubin could maintain the sGAG content and protect chondrocytes against compressive stress, but not oxidative stress from H2O2. CONCLUSIONS: These results indicated that aucubin has protective effects in an osteoarthritic chondrocyte model induced by H2O2 and mechanical stimulus.