オートファジーは、ラット軟骨細胞における高度な糖化最終誘発性誘導アポトーシスとMMP-3およびMMP-13の発現を保護します

加齢は、変形性関節症（OA）の病理学的進行の最も顕著な危険因子の1つです。OAの加齢に関連する変化の特徴の1つは、関節軟骨の高度な糖化最終産物（AGE）の蓄積です。オートファジーは、機能不全の細胞オルガネラとタンパク質を除去することにより、細胞ハウスキーピングの役割を果たします。ただし、オートファジーと年齢関連のOAの関係は不明です。この研究の目的は、オートファジーが年齢処理された軟骨細胞の病理に関与しているかどうかを判断し、年齢誘導細胞アポトーシスにおけるオートファジーの正確な役割とマトリックスメタロプロテイナーゼ - （MMP-）3およびMMP-13の発現を調査することです。年齢は、アネキシンV/PI二重染色によって検出された顕著なアポトーシスを誘導し、MMP-3およびMMP-13のアップレギュレーションがウエスタンブロットで確認されました。オートファジー関連のタンパク質もウエスタンブロッティングによって決定され、軟骨細胞にMCHERRY-GFP-LC3B-アデノウイルスをトランスフェクトして、オートファジーフラックスを監視しました。その結果、オートファジーは軟骨細胞で有意に増加し、6時間でピークに達しました。さらに、ラパマイシン（RA）は、オートファジーの活性化による年齢誘発アポトーシスとMMP-3およびMMP-13の発現を減衰させました。対照的に、オートファジー阻害剤3-メチルアデニン（3-MA）による前処理により、年齢の上記の効果が向上しました。したがって、オートファジーはラット軟骨細胞の加齢に関連した病理とリンクしており、年齢誘発性アポトーシスとMMP-3およびMMP-13の発現において保護的な役割を果たすことを実証しました。

Aging is one of the most prominent risk factors for the pathological progression of osteoarthritis (OA). One feature of age-related changes in OA is advanced glycation end products (AGEs) accumulation in articular cartilage. Autophagy plays a cellular housekeeping role by removing dysfunctional cellular organelles and proteins. However, the relationship between autophagy and AGE-associated OA is unknown. The aim of this study is to determine whether autophagy participates in the pathology of AGE-treated chondrocytes and to investigate the exact role of autophagy in AGE-induced cell apoptosis and expression of matrix metalloproteinase- (MMP-) 3 and MMP-13. AGEs induced notable apoptosis that was detected by Annexin V/PI double-staining, and the upregulation of MMP-3 and MMP-13 was confirmed by Western blotting. Autophagy-related proteins were also determined by Western blotting, and chondrocytes were transfected with mCherry-GFP-LC3B-adenovirus to monitor autophagic flux. As a result, autophagy significantly increased in chondrocytes and peaked at 6 h. Furthermore, rapamycin (RA) attenuated AGE-induced apoptosis and expression of MMP-3 and MMP-13 by autophagy activation. In contrast, pretreatment with autophagy inhibitor 3-methyladenine (3-MA) enhanced the abovementioned effects of AGEs. We therefore demonstrated that autophagy is linked with AGE-related pathology in rat chondrocytes and plays a protective role in AGE-induced apoptosis and expression of MMP-3 and MMP-13.