小分子在氧化应激引起椎间盘退变中的作用及机制

Small molecules take important part in life activities. They take part in the apoptosis of intervertebral disc cells induced by oxidative stress, which plays an important role in degeneration of intervertebral disc. The mechanisms are still known little to us by now, so we hypothesize that some small molecules may induce oxidative stress by signal transduction pathways, thus affect the process of intervertebral disk degeneration, but some may inhibit oxidative stress. The oxidative stress cell models of intervertebral disc were established by using three different small molecules, high glucose, xanthurenic acid and 2,2-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride(AAPH), to induce oxidative stress of intervertebral disc cells. Also, we screen small molecules, including ROS scavengers, Nrf2/HO-1 activator and microRNA (miR145) ,to test the inhibition effect on oxidative stress of intervertebral disc cells using this model, then reveal the proper mechanisms of small molecules in intervertebral disc degeneration. In this study, we build the relationship between small molecules and intervertebral disc degeneration, which could provide not only theoretical basis for revealing the mechanism of intervertebral disc degeneration, but also new ideas for searching drugs to inhibit or reverse the degeneration of intervertebral disc.

小分子是生命活动的重要参与者，小分子参与氧化应激并引起椎间盘细胞凋亡，从而在椎间盘退变过程中有重要作用，但其机制尚不十分清楚。我们推测有的小分子可通过信号转导通路诱发氧化应激，进而影响椎间盘的退变。而有的小分子可抑制氧化应激。为此我们选取高糖、黄尿酸和2 ,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐（AAPH）三种不同的小分子诱导物诱导椎间盘细胞氧化应激，建立椎间盘氧化应激细胞模型，并利用该模型筛选包括ROS清除剂、Nrf2/HO-1激活剂和microRNA（miR145）在内的小分子，测试其对椎间盘细胞氧化应激的抑制作用，揭示小分子在椎间盘退变中的具体作用机制。本研究将小分子与椎间盘退变联系起来，为揭示椎间盘退变的机制提供更丰富的理论依据，并为寻找抑制或逆转椎间盘退变的药物提供新思路。

研究背景及目的：.小分子是生命活动的重要参与者，小分子参与氧化应激并引起椎间盘细胞凋亡，从而在椎间盘退变过程中有重要作用。本研究利用小分子构建髓核细胞的氧化应激模型，并探索部分小分子对髓核细胞氧化应激的抑制作用及其机制。.方法：.本实验采用胰酶联合Ⅱ型胶原酶消化法，体外分离、培养兔髓核细胞，经过甲苯胺蓝染色、苏木精-伊红染色后观察细胞形态。通过细胞免疫组织化学染色、免疫荧光染色鉴定髓核细胞后，将第三代兔髓核细胞随机分为四组，每组细胞按照不同的实验条件处理6h后，分别采用CCK-8试剂盒和细胞凋亡检测试剂盒检测各组细胞的增殖活性及凋亡情况，ROS检测试剂盒检测各组细胞内的总活性氧（reactive oxygen species，ROS），PCR和Western-blot检测各组蛋白及基因的表达情况。.结果：.应用高糖、黄尿酸和2 ,2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐（AAPH）三种不同的小分子可成功构建兔髓核细胞的氧化应激模型。三种小分子可通过不同的信号转导途径诱导髓核细胞的氧化应激，其在不同浓度和作用时间条件下氧化应激的程度不同。CPN-9、PBN、CDDO-TFEA、羽扇豆醇具有抑制髓核细胞氧化应激的作用。.结论：.小分子的氧化应激参与了诱导髓核细胞凋亡的过程，有部分小分子可抑制氧化应激从而抑制髓核细胞凋亡。