基于AMPK/mTOR信号通路探讨补肾活血法调控自噬干预激素性股骨头坏死的机制

Steroid-induced osteonecrosis of femoral head (SONFH) is an common and refractory orthopaedic disease. Recent studies found that autophagy palys an important role in the pathogenesis of SONFH via AMPK/mTOR signaling pathway. Nourishing kidney and activing blood method is the basic treating principle in traditional Chinese medicine. We found that the nourishing kidney and activing blood method significantly increased the level of autophagy in osteoblasts with GCs application, but the underlying mechanism is still unclear. We hypothesize that the nourishing kidney and activing blood method may regulate autophagy in osteoblasts with GCs application via AMPK/mTOR signaling pathway, thus treating osteonecrosis of femoral head. Our study will enhance the understanding of autophagy in SONFH, and clarify the molecular mechanism of nourishing kidney and activing blood method in treating SONFH.

激素性股骨头坏死（Steroid-induced Osteonecrosis of Femoral Head, SONFH）是骨科常见难治性疾病，最新观点表明SONFH发病进程与成骨细胞自噬失调密切相关，AMPK/mTOR信号通路在其中发挥重要调控作用。补肾活血法是中医治疗SONFH的基本治则，我们前期发现经典补肾活血方含药血清能通过调控成骨细胞自噬水平，减轻糖皮质激素（Glucocorticoids, GCs）作用下的成骨细胞自噬失调，但具体机制不明。本课题拟基于AMPK/mTOR信号通路，深入探讨补肾活血法通过调控成骨细胞自噬水平，减轻自噬失调，从而干预SONFH发病进程的具体机制。本课题将为丰富完善“自噬失调致SONFH”这一致病理论提供最新证据，更对阐明中医补肾活血法干预SONFH发病进程的现代分子生物学机制具有重要意义。

激素性股骨头坏死（Steroid-induced Osteonecrosis of Femoral Head, SONFH）是骨科常见、难治性疾病，最新观点表明SONFH的发生、发展可能与成骨细胞自噬失调密切相关，AMPK/mTOR信号通路在其中发挥重要调控作用。补肾活血法是中医治疗SONFH的基本治则，但具体机制不详。本研究基于我院传承的经典补肾活血方剂进行，以期明确补肾活血法调控自噬干预SONFH的具体机制。在本研究中，我们首先通过人体骨组织标本检测，应用免疫组化、免疫荧光技术检测SONFH患者坏死骨组织P-AMPK，自噬相关因子Beclin-1、 LC3B，凋亡相关因子Cleaved Caspase-3的水平，证实了SONFH与AMPK介导的成骨细胞自噬失调的密切关系；然后，以MC3T3-E1成骨细胞为研究对象，通过Western-blot、细胞免疫荧光、透射电镜、流式细胞等多种技术，明确了自噬对糖皮质激素（Glucocorticoids, GCs）作用下成骨细胞的影响及作用特点，即自噬对GCs作用下成骨细胞起保护作用，随着GCs浓度的增高自噬水平明显增加但相对不足，不能抵抗高浓度GCs对细胞的抑制作用，提高自噬水平有助于促进成骨细胞增殖。在此基础上，利用同样的技术明确了补肾活血法通过激活AMPK/mTOR信号通路提高GCs作用下成骨细胞自噬水平，从而缓解GCs对成骨细胞增殖的抑制作用，减轻成骨细胞凋亡的具体机制；最后，通过动物体内研究，利用组织染色、免疫组化等技术，明确了补肾活血法通过激活AMPK，提高细胞自噬水平，从而减轻细胞凋亡，干预SONFH的发生、发展的机制。本研究的结果为丰富完善“自噬失调致SONFH”这一致病理论提供最新证据，更对阐明中医补肾活血法干预SONFH发病进程的分子生物学机制具有一定的意义。