SIRT3介导的DRP1乙酰化改变与线粒体功能恢复及前交叉韧带损伤所致骨关节炎的缓解相关

《Journal of Molecular Histology》：SIRT3-mediated DRP1 acetylation changes are associated with the restoration of mitochondrial function and alleviation of anterior cruciate ligament injury-induced osteoarthritis

　　

摘要

线粒体功能障碍和内质网应激（ERS）在骨关节炎（OA）的发展中起着关键作用。Sirtuin 3（SIRT3）是一种线粒体去乙酰化酶，对OA具有调控作用，但其能否通过调节线粒体功能障碍与ERS之间的相互作用来影响OA进展尚不明确。因此，本研究旨在探讨SIRT3对OA中线粒体功能障碍和ERS的影响。通过前十字韧带切断术建立OA大鼠模型，并用IL-1β处理C28/I2软骨细胞建立体外OA细胞模型进行实验研究。采用HE染色、茜素O/固绿染色、MitoTracker Red染色和JC-1染色评估大鼠OA进展和C28/I2细胞损伤情况。采用RT-qPCR和Western blot检测目标基因和蛋白的表达水平。采用免疫共沉淀法检测蛋白相互作用和乙酰化水平。结果显示，OA大鼠和IL-1β诱导的C28/I2细胞中SIRT3表达下调。SIRT3过表达显著减轻了大鼠关节软骨组织的病理性损伤，减少了软骨细胞丢失，改善了关节软骨组织的基质代谢，最终减轻了大鼠OA的进展。此外，SIRT3过表达抑制了C28/I2细胞中IL-1β诱导的ERS，降低了未折叠蛋白反应的激活程度，并改善了线粒体功能。同时，线粒体Ca²⁺转运抑制剂Ru360抑制了内质网钙稳态破坏引起的线粒体Ca²⁺过载，同时改善了线粒体功能和ERS。DRP1在OA大鼠和IL-1β刺激细胞中上调，SIRT3干预后可观察到DRP1乙酰化信号变化及DRP1蛋白丰度降低。总体而言，SIRT3干预与DRP1乙酰化信号变化及DRP1蛋白丰度降低相关，表明DRP1是参与SIRT3介导的线粒体功能恢复、ERS减轻和OA进展缓解的潜在介导因子。