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葛根素干预软骨氧化应激和Nrf2/HO-1通路改善PTOA大鼠软骨退变的机制

         
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旨在研究葛根素干预软骨氧化应激和Nrf2/HO-1通路改善创伤后骨关节炎(post-traumatic osteoarthritis,PTOA)大鼠软骨退变的作用机制,探究葛根素对骨关节炎的治疗作用。将40只雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为4组:对照组(n=8)、模型组(n=8)、塞来昔布组(n=8)和葛根素组(n=16)。葛根素组随机分为低剂量组(n=8)和高剂量组(n=8)。除对照组外,其余各组通过前十字韧带横断(anterior cruciate ligament transection,ACLT)建立大鼠PTOA模型。低剂量组(50 mg·kg^(-1))、高剂量组(100 mg·kg^(-1))和塞来昔布组(2.86 mg·kg^(-1))进行灌胃给药,对照组给予等量生理盐水,连续干预5周。每周进行关节肿胀程度、冷敏感反应和膝关节伸膝发声检测,评估大鼠关节肿胀和疼痛程度。给药结束后,收集各组大鼠膝关节和血清样本。对胫骨和股骨组织进行HE染色和改良的Mankin评分,以评估病理组织学变化。检测大鼠软骨中基质金属蛋白酶3(matrix metalloproteinase 3,MMP3)、基质金属蛋白酶13(MMP13)和血小板反应蛋白解整合素金属肽酶4(ADAMTS4)的水平以及血清中Ⅱ型胶原羧基末端肽(CTX-Ⅱ)和软骨寡聚基质蛋白(COMP)的含量,以评估葛根素对大鼠骨关节炎软骨退变的改善作用。通过检测大鼠血清中抗氧化酶(SOD、GSH-Px和CAT)活力以及大鼠软骨中丙二醛(MDA)含量和Nrf2/HO-1通路水平,以评估葛根素对大鼠机体氧化损伤的保护作用。检测大鼠血清中白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子(TNF-α)水平,以评估葛根素对机体的抗炎作用。结果显示:与模型组比较,使用高剂量葛根素干预可以显著减轻大鼠关节肿胀程度和疼痛反应,改善关节软骨损伤程度,降低Mankin评分(P<0.01),激活软骨中Nrf2/HO-1通路,抑制MDA、MMP3、MMP13和ADAMTS4表达(P<0.05),上调血清中抗氧化酶活力(P<0.01),抑制炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-α以及软骨代谢标志物CTX-Ⅱ和COMP水平(P<0.05)。综上,葛根素通过激活Nrf2/HO-1通路抑制氧化应激与炎症损伤改善PTOA大鼠软骨退变。

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