独活寄生汤调控淋巴管平滑肌细胞NO/cGMP/MLCP信号通路促进淋巴回流功能治疗膝骨关节炎的机制研究

Knee osteoarthritis (KOA) is common joint disease with clinical manifestations of pain and swelling. Our preliminary data shows: periarticular lymphatic draining system play a critical role in the KOA pathologic process, pathologic cytokine activates NF-κB signaling pathway of lymphatic endothelial cell (LEC) for producing nitrogen oxide (NO) to decrease functional gene and protein expression of lymphatic smooth muscle cell (LSMC), M1 macrophage located besides the periarticular lymphatic vessels; DHJS formula can improve periarticular lymphatic draining function and protect articular cartilage in arthritis mouse model. In this study, KOA mouse model and LSMC will be used. Near infrared imaging, small animal ultrasound imaging, pathology and molecular biology techniques will be applied to investigate the molecular mechanism that DHJS formula strengthen lymphatic smooth muscle contraction by regulating NO/cGMP/MLCP signaling pathway to promote lymphatic smooth muscle cell function, clear the pathologic cytokine in the OA knee joint for postponing middle and late stage of KOA pathological process.

膝骨关节炎（KOA）是常见的骨关节疾病，以疼痛，肿胀为主要临床表现。前期研究发现关节旁淋巴回流系统与KOA病理退变相关：炎症因子激活淋巴管内皮细胞NF-κB信号通路使其高表达诱导型一氧化氮合酶（iNOS），产生一氧化氮，降低淋巴管平滑肌细胞功能基因与蛋白表达，KOA关节滑膜淋巴管周围存在M1型巨噬细胞；独活寄生汤促进关节炎小鼠关节旁淋巴系统回流功能，保护关节软骨。本研究以KOA小鼠模型和淋巴管平滑肌细胞为研究对象，利用近红外成像，小动物超声，病理学和分子生物学等技术，探讨独活寄生汤调控淋巴管平滑肌细胞NO/cGMP/MLCP信号通路增强淋巴管平滑肌收缩功能，促进关节旁淋巴系统回流效率，清除KOA关节中病理因子，延缓KOA中、后期病理退变进程的分子机制。

膝骨关节炎是常见的骨关节疾病，以关节软骨退变、间隙狭窄、滑膜炎症增生以及软骨下骨骨质增生为主要病理变化，以疼痛、肿胀、影响工作和生活质量为主要临床表现。超过50%的65岁以上的成年人，膝关节X线片具有影像学病理改变，膝骨关节炎可能成为世界第四大致残病因。目前仍然没有发现有效延缓膝骨关节炎病理退变进程的药物。独活寄生汤出自医圣孙思邈《备急千金要方》，国医大师施杞教授在临床治疗膝骨关节炎患者用此方作为基础用方加减化裁，该方具有祛风湿、止痹痛、补肝肾、行气血的功效，为了明确独活寄生汤成分和建立用药标准，项目组采用高效液相色谱质谱(HPLC-Q-TOF)获取、鉴定、分析独活寄生汤中化合物的质量信息，共检测出62个峰，其中通过与相对标准化合物的比较，确定了33个化合物，其余29个化合物根据其配方、保留时间和破碎模式进行了初步鉴定；建立了淋巴管平滑肌细胞培养体系，使用浓度50ug/ml、100ug/ml和200ug/ml的DHJST干预NO Donor诱导的淋巴管平滑肌细胞功能障碍体外模型，发现独活寄生汤在干预12小时和24小时具有促进h1-calponin、caldesmon、transgelin及SM22淋巴管平滑肌细胞功能基因均表达的作用；同时在手术诱导的膝骨关节炎模型小鼠中验证了独活寄生汤延缓膝骨关节炎退变进程的疗效，表现为改善关节淋巴回流功能，减少关节水肿、滑膜炎症面积和软骨面积破坏，降低OARSI评分，同时软骨下骨破骨细胞数量减少，II 型胶原表达增加，关节软骨X型胶原和MMP13表达降低，滑膜促炎巨噬细胞减少。项目组同时开展了AAV-VEGFC、可注射硫酸软骨素-水凝胶复合物、智能响应性纳米递药系统干预膝骨关节炎疾病进程，发现关节腔注射VEGFC腺相关病毒可促进滑膜淋巴管增殖和淋巴回流功能，改善关节软骨结构和步态功能；关节腔注射硫酸软骨素-水凝胶复合物可有效改善关节软骨面积缺损和关节结构，软骨退变相关的X型胶原表达显著降低，表现出对关节软骨较强的保护作用；智能响应性纳米递药系统可改善疼痛及关节功能，降低M1型巨噬细胞数量，促进M2极化，从而减轻滑膜炎症，抑制软骨基质降解，有效保护关节软骨。研究结果将为研发防治膝骨关节炎的新药提供坚实基础。