论文部分内容阅读
目的:探讨富含不同类型脂肪酸的高脂饮食对肥胖小鼠经过DMM手术诱导的骨性关节炎(Osteoarthritis,OA)的影响,并探讨其机制是否涉及NLRP3/caspase-1/IL-1β轴,为从饮食角度干预OA提供理论依据。方法:50只5周龄的雄性C57BL/6小鼠由中国医科大学动物实验中心提供,适应性喂养一周后按体重随机分为5组,在饲料中添加不同类型的油脂,包括猪油、玉米油、橄榄油、椰子油、鱼油。根据脂肪酸含量不同分为对照组(LD)、饱和脂肪酸组(SFA)、单不饱和脂肪酸组(MUFA)、n-6多不饱和脂肪酸组(n6)以及n-3多不饱和脂肪酸组(n3),每组10只。18周后在小鼠右膝关节行内侧半月板失稳(DMM)手术,左膝关节行假手术。继续喂养8周,测定体成分后处死小鼠,组织病理学染色评价OA病变程度;免疫组化和Western blot法检测小鼠关节软骨中NLPR3、caspase-1及IL-1β的蛋白表达水平。结果:1、实验期内各组小鼠体重、摄食量、体脂比的变化喂养不同饲料18周后,各高脂组体重均高于对照组(P<0.05,P<0.01),n6与n3组体重低于MUFA和SFA组,差异有统计学意义(P<0.01)。在18周进行DMM手术后,各组体重均有所下降,恢复之后,体重继续持增长状态,直至26周实验结束,各高脂组体重仍高于LD组(P<0.05,P<0.01),此外,MUFA、SFA组体重仍高于n6、n3组,差异有统计学意义(P<0.01)。整个试验期间,对照组摄食量高于高脂组(P<0.05)。各高脂组体脂比均高于对照组(P<0.05,P<0.01),同时SFA组与MUFA组的体脂比高于n6及n3组,差异有统计学意义(P<0.05)。2、不同类型脂肪酸对各组小鼠关节软骨组织学染色的结果的影响膝关节切片HE染色,镜下观察到LD、MUFA和n3组左膝软骨细胞排列整齐,软骨组织表面平整光滑。相应的右膝手术关节软骨结构表面不规则,细胞偶有增生或减少,SFA、n6组左膝软骨表面不规则,软骨细胞局部增加,而相应的右膝手术关节软骨表面不规则或结构破坏,细胞数目明显减少。LD、MUFA和n3组膝关节切片在番红O染色下可见清晰、完整的潮线,SFA、n6组潮线比较完整偶尔有见颜色变浅等现象。手术关节可见潮线颜色变浅、部分缺失等现象。番红固绿染色可见LD、MUFA和n3组软骨组织完整,厚度均匀,软骨与骨之间分界明显。SFA和n6组可见软骨组织损伤,基质染色中度减少,相应的右腿手术关节可见软骨基质重度减少,软骨厚度不一,软骨表面局部破损。LD、MUFA和N6组手术关节Mankin评分均高于对应的假手术关节,差异有统计学意义(P<0.05)。SFA、MUFA和n6组左右膝关节的OA评分均高于LD组,而n3组仅假手术关节OA评分高于LD组。此外SFA与n6组左右膝关节的OA评分均高于N3和MUFA组,差异有统计学意义(P<0.05)。3、Western blot法检测各组小鼠关节软骨NLRP3/caspase-1/IL-1β轴蛋白变化与LD组相比,各高脂组中NLRP3和IL-1β蛋白表达水平均有升高趋势。与左腿假手术组相比,DMM组膝关节软骨中NLRP3蛋白表达水平均有所升高,差异有统计学意义(P<0.05),而IL-1β表达只有在LD组的左右膝关节之间有显著性差异(P<0.05),其余各高脂组中虽有增加,但无显著性差异(P>0.05)。此外,SFA、MUFA与n6组的NLRP3表达水平高于n3组。n6组的IL-1β表达水平高于n3组。与MUFA组相比,SFA与n6组的DMM膝关节中NLRP3表达水平显著升高(P<0.05)。caspase-1蛋白的表达水平在各组间均无明显差异(P>0.05)。4、免疫组化法检测各组小鼠关节软骨NLRP3/caspase-1/IL-1β轴蛋白变化免疫组化结果显示与LD组相比,SFA、MUFA与n6组的NLRP3表达均有所增加(P<0.05),n3组虽有增加趋势,但无显著性差异(P>0.05)。各高脂组的IL-1β表达均有所增加(P<0.05),其中SFA与n6对手术引起的升高效果更明显(P<0.01)。DMM手术后,各组NLRP3蛋白表达水平均明显升高(P<0.05),其中SFA与n6对手术引起的升高效果更明显(P<0.01)。各组IL-1β蛋白表达水平均明显升高(P<0.05)。此外,SFA与n6组的手术关节中NLRP3和IL-1β的表达也显著高于n3组(P<0.05)。caspase-1蛋白的表达水平在各组间均无明显差异(P>0.05)。结论:(1)不同类型脂肪酸对肥胖相关OA影响不同:SFA和n6 PUFA会加速OA的进展,相比之下MUFA不会促进OA的进展,而n3 PUFA能缓解OA症状。(2)不同类型脂肪酸可能通过调控NLRP3/caspase-1/IL-1β轴的活化发挥促进/抑制肥胖相关OA效应,即SFA和n6 PUFA促进NLRP3的激活,增加IL-1β的表达;相比之下,MUFA能抑制NLRP3表达,但仍会增加IL-1β的表达;而n3 PUFA能抑制NLRP3活化,并减少IL-1β的表达。