p16INK4a 下调通过驱动 M2 极化缓解 2 型糖尿病合并颞下颌关节骨关节炎

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Biomedicine & Pharmacotherapy 6.9

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  为探究 p16INK4a(p16)在 2 型糖尿病合并颞下颌关节骨关节炎(T2DM-TMJOA)中的作用,研究人员利用动物模型和细胞实验发现,p16 缺失或 MS37452 处理可减轻髁突骨丢失,促进巨噬细胞从 M1 向 M2 极化,机制与恢复线粒体功能、减少铁积累及调节谷胱甘肽(GSH)有关,为 T2DM-TMJOA 治疗提供新方向。

  
在人体的关节健康领域,颞下颌关节骨关节炎(TMJOA)一直是困扰众多患者的难题,它不仅会导致口面部疼痛、晨僵和咀嚼受限等症状,严重影响生活质量,且常常与代谢性疾病如 2 型糖尿病(T2DM)相伴发,形成 T2DM-TMJOA 共病状态。随着全球 T2DM 患病率的攀升,这种共病带来的临床负担日益加重。然而,目前针对 T2DM-TMJOA 的有效治疗手段却极为有限,因此,深入探究其发病机制并寻找新的治疗靶点迫在眉睫。

为了填补这一研究空白,南京医科大学的研究人员开展了关于 p16INK4a(p16)在 T2DM-TMJOA 中作用的研究。该研究成果发表在《Biomedicine》上,为 T2DM-TMJOA 的治疗提供了重要的理论依据和新的治疗思路。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:构建 WT 和 p16 敲除(P16KO)小鼠的 TMJOA、T2DM 及 T2DM-TMJOA 模型;运用 Micro-CT、组织染色(H&E、Masson)、ELISA、免疫荧光、Western blot、RT-qPCR 等技术检测相关指标;进行细胞实验,包括 THP-1 细胞培养、敲低 p16(P16KD)、MS37452 处理以及管形成实验、划痕实验、Transwell 实验等;检测线粒体膜电位(MMP)、活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)、铁离子(Fe2?)、谷胱甘肽(GSH)等细胞代谢相关指标。

3.1 p16 调节 T2DM-TMJOA 小鼠的颞下颌关节骨丢失和巨噬细胞极化


通过动物模型实验发现,T2DM 会加重 TMJ 的骨破坏和炎症,表现为骨密度降低、炎症细胞浸润增多、软骨基质降解等。而 P16KO 小鼠的髁突骨丢失和炎症明显减轻,且 M2 巨噬细胞极化比例增加,表明 p16 缺失可通过诱导 M2 巨噬细胞极化缓解 TMJ 炎症。

3.2 降低 p16 表达可增强炎症微环境中 M2 巨噬细胞水平


在体外实验中,对 THP-1 衍生的巨噬细胞(M0)进行不同处理后发现,P16KD 和 MS37452 处理可抑制 M1 标记物 INOS 的表达,增加 M2 标记物 Arg-1 的表达,证实两者可在高糖诱导的炎症微环境中促进 M2 巨噬细胞极化。

3.3 p16 调节管形成、增殖、迁移和侵袭


通过与 HUVECs 共培养实验发现,P16KD 和 MS37452 处理的巨噬细胞条件培养基可抑制 HUVECs 的管形成、迁移和增殖,降低 VEGFA 和 CD31 的表达,表明 p16 可抑制炎症微环境中的炎症血管生成。

3.4 p16 调节淋巴管形成


与 HLECs 共培养实验表明,P16KD 和 MS37452 处理可抑制 HLECs 的迁移和管形成,下调 LYVE1、Prox1 和 PDPN 的 mRNA 表达,说明 p16 可抑制 TMJ 炎症微环境中的淋巴管形成。

3.5 p16 调节 HBMSCs 的成骨分化


通过与 HBMSCs 共培养实验发现,P16KD 和 MS37452 处理的巨噬细胞条件培养基可增强 HBMSCs 的成骨活性,促进矿化结节形成,增加 ALP 和 RUNX2 的表达,提示 p16 抑制高糖炎症微环境中 HBMSCs 的成骨分化,抑制 p16 可逆转这一效应。

3.6 p16 通过调节线粒体功能和铁积累发挥作用


机制研究表明,p16 与 GSH 存在相互作用,P16KD 和 MS37452 可改善线粒体功能,减少 ROS 生成,降低 Fe2?和 MDA 水平,恢复 GSH 水平,调节 FTH1 和 TFRC 的表达,说明 p16 通过 GSH 调节铁代谢和线粒体稳态,进而影响巨噬细胞极化。

综上所述,该研究表明 p16 在 T2DM-TMJOA 的发病机制中起着关键作用,其缺失或抑制可通过促进巨噬细胞从 M1 向 M2 极化,恢复线粒体功能,减少铁积累,从而缓解髁突骨丢失和炎症。MS37452 作为一种靶向 p16 的药物,展现出了潜在的治疗价值。该研究不仅揭示了 T2DM-TMJOA 的新发病机制,还为其治疗提供了新的靶点和策略,有望为临床治疗带来新的突破。然而,该研究也存在一定局限性,如动物模型与人类疾病的差异、MS37452 的临床应用安全性和有效性等问题,仍需进一步研究验证。

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