乙酰姜酮通过PINK1/Parkin信号通路促进线粒体自噬抑制软骨细胞焦亡缓解骨关节炎进展

本研究针对骨关节炎(OA)中NLRP3炎症小体介导的软骨细胞焦亡(pyroptosis)这一关键病理机制，通过体内外实验证实乙酰姜酮(AZ)能激活PINK1/Parkin介导的线粒体自噬(mitophagy)，清除受损线粒体并减少活性氧(ROS)产生，从而抑制NLRP3炎症小体活化，显著改善软骨细胞外基质(ECM)合成与降解失衡。该研究为OA治疗提供了新型靶向策略，相关成果发表于《International Immunopharmacology》。

　　

骨关节炎作为最常见的退行性关节疾病，全球约2.4亿患者深受其害，其特征性病理改变包括软骨退化、骨赘形成和滑膜炎症。目前临床主要依赖非甾体抗炎药(NSAIDs)缓解症状，但无法逆转疾病进程。近年研究发现，NLRP3炎症小体激活导致的软骨细胞焦亡(pyroptosis)是推动OA进展的关键环节，而线粒体功能障碍引发的活性氧(ROS)爆发正是激活NLRP3的重要诱因。更棘手的是，受损线粒体清除障碍会形成"ROS-线粒体损伤"的恶性循环。尽管传统药物姜黄素具有潜在治疗价值，但其稳定性差、生物利用度低等缺陷限制了临床应用。

针对这一系列科学难题，南京医科大学团队设计合成新型小分子化合物乙酰姜酮(AZ)，通过保留姜黄素和姜酮的关键功能基团并进行结构优化，显著提升了化合物的稳定性和生物活性。研究人员采用LPS+ATP诱导的ATDC5软骨细胞模型和内侧半月板失稳(DMM)小鼠模型，系统探究了AZ通过PINK1/Parkin通路调控线粒体自噬、抑制软骨细胞焦亡的作用机制。

关键技术方法包括：CCK-8和EdU检测细胞活力与增殖；透射电镜(TEM)观察线粒体超微结构；流式细胞术分析细胞焦亡；免疫荧光共定位Parkin/LC3B与线粒体标记物；Western blot检测PINK1/Parkin通路蛋白及焦亡相关蛋白表达；micro-CT量化小鼠骨微结构参数；组织学染色评估软骨病理变化。

研究结果揭示：

1. AZ减轻软骨细胞焦亡：100 μM AZ显著抑制LPS+ATP诱导的NLRP3/ASC/caspase-1炎症小体活化，减少GSDMD-N孔道形成和IL-1β释放，电镜观察到AZ能维持细胞膜完整性。
2. AZ改善线粒体功能：通过MT-1染色和MitoSOX检测，证实AZ可恢复线粒体膜电位(Δψm)，降低mtROS水平，电镜显示AZ组线粒体肿胀、空泡化程度明显减轻。
3. AZ激活PINK1/Parkin通路：Western blot显示AZ处理使PINK1和Parkin表达上调2.1倍和1.8倍，同时LC3-II/LC3-I比值升高而p62降解，免疫荧光显示Parkin向线粒体显著募集。
4. 自噬抑制剂逆转AZ效应：氯喹(CQ)处理可阻断AZ对mtROS的清除作用，siPINK1转染则削弱AZ对NLRP3的抑制作用，证实AZ依赖PINK1/Parkin通路发挥作用。
5. 动物实验验证疗效：1 mg/kg AZ关节腔注射8周后，小鼠OARSI评分降低47%，micro-CT显示骨体积分数(BV/TV)提升32%，免疫组化证实软骨中Parkin和LC3B表达增加而NLRP3减少。

这项研究创新性地阐明了AZ通过"线粒体自噬-焦亡"轴缓解OA的双重作用机制：一方面通过PINK1/Parkin途径增强受损线粒体清除，切断ROS-NLRP3激活环路；另一方面通过维持线粒体稳态促进胶原II和聚集蛋白聚糖(aggrecan)合成，同时抑制MMP-3/13的降解作用。特别值得注意的是，AZ在动物实验中展现出优于阳性对照药物白藜芦醇(Resveratrol)的剂量优势——仅需1/50剂量即可达到相当疗效，这为其临床转化提供了重要依据。该成果不仅为OA治疗提供了新型候选药物，更深化了对"线粒体质量控制-炎症反应"交叉调控机制的认识，为其他退行性疾病的干预策略提供了新思路。