アジアン酸はAMPK/PI3K/AKTシグナル伝達経路を介して関節軟骨細胞の肥大と線維化分化を減衰させる

Asiatic acid attenuates hypertrophic and fibrotic differentiation of articular chondrocytes via AMPK/PI3K/AKT signaling pathway.

• Na Liu
• Dejie Fu
• Junjun Yang
• Pingju Liu
• Xiongbo Song
• Xin Wang
• Rui Li
• Zhenlan Fu
• Jiajia Chen
• Xiaoyuan Gong
• Cheng Chen
• Liu Yang

抄録

背景:

最も一般的な関節疾患である変形性関節症（OA）は、関節軟骨の進行性の劣化によって特徴づけられる。ますます多くのエビデンスは、OAが軟骨肥大や線維化を含む軟骨病理学と密接に関連していることを示唆しています。

BACKGROUND: Osteoarthritis (OA), the most common joint disorder, is characterized by a progressive degradation of articular cartilage. Increasing evidence suggests that OA is closely associated with cartilage pathologies including chondrocyte hypertrophy and fibrosis.

方法:

本研究では、アジアン酸（AA）処理が軟骨細胞の肥大と線維化を減少させることを示した。まず、AA（0、5、10および20μM）の軟骨細胞に対する細胞毒性を評価し、その後の実験では5μMを選択した。その後、X型コラーゲン（COL-X）、マトリックスメタロプロテアーゼ13（MMP-13）、アルカリホスファターゼ（ALP）、ランツ関連転写因子2（Runx2）を含む軟骨肥大マーカーの遺伝子レベルおよびタンパク質レベルを検出した。I型コラーゲン（COL-Ι）およびα平滑筋アクチン（α-SMA）を含む軟骨細胞線維化マーカー、およびSRY関連HMGボックス9（SOX9）、II型コラーゲン（COL-II）およびアグレカン（ACAN）を含む軟骨線維化マーカーを測定しました。さらに、AAが軟骨細胞の肥大と線維化を抑制するメカニズムを検証した。最後に、前十字靭帯切開（ACLT）ラットOAモデルで結果を検証しました。

METHODS: In this study, we showed that asiatic acid (AA) treatment reduced chondrocyte hypertrophy and fibrosis. First, the cytotoxicity of AA (0, 5, 10, and 20 μM) to chondrocytes was evaluated, and 5 μM was selected for subsequent experiments. Then, we detected the gene and protein level of chondrocyte hypertrophic markers including type X collagen (COL-X), matrix metalloproteinase-13 (MMP-13), alkaline phosphatase (ALP), and runt-related transcription factor 2 (Runx2); chondrocyte fibrosis markers including type I collagen (COL-Ι) and alpha-smooth muscle actin (α-SMA); and chondrogenic markers including SRY-related HMG box 9 (SOX9), type II collagen (COL-II), and aggrecan (ACAN). Further, we tested the mechanism of AA on inhibiting chondrocyte hypertrophy and fibrosis. Finally, we verified the results in an anterior cruciate ligament transection (ACLT) rat OA model.

結果:

我々は、AA 療法が軟骨細胞の肥大と線維化の表現型を阻害するが、軟骨ホルモンの表現型には影響を与えないことを発見した。さらに、AA処理はAMP活性化プロテインキナーゼ（AMPK）を活性化し、phosphoinositide-3 kinase/proteinase B（PI3K/AKT）シグナル伝達経路を阻害することをin vitroで発見した。また、ACLTラットOAモデルでの結果から、AAは軟骨細胞の肥大と線維化を有意に抑制することが示された。

RESULTS: We found that AA treatment inhibited the hypertrophic and fibrotic phenotype of chondrocytes, without affecting the chondrogenic phenotype. Moreover, we found that AA treatment activated AMP-activated protein kinase (AMPK) and inhibited phosphoinositide-3 kinase/protein kinase B (PI3K/AKT) signaling pathway in vitro. The results in an ACLT rat OA model also indicated that AA significantly attenuated chondrocyte hypertrophy and fibrosis.

結論:

AA治療は、AMPK/PI3K/AKTシグナル伝達経路を標的とすることで、肥大性および線維性分化を減少させ、関節軟骨細胞の軟骨性表現型を維持する可能性がある。我々の研究は、AAが変形性関節症（OA）治療のための肥大性および線維性軟骨細胞を標的とした前向きな薬物成分である可能性を示唆した。

CONCLUSION: AA treatment could reduce hypertrophic and fibrotic differentiation and maintain the chondrogenic phenotype of articular chondrocytes by targeting the AMPK/PI3K/AKT signaling pathway. Our study suggested that AA might be a prospective drug component that targets hypertrophic and fibrotic chondrocytes for OA treatment.