DOI:10.20047/j.issn1673-7210.2025.24.02
中图分类号:R285.5
潘俊梅, 高洁, 皮彩虹, 周玮
| 【作者机构】 | 扬州大学附属医院风湿免疫科 | 
| 【分 类 号】 | R285.5 | 
| 【基 金】 | 国家自然科学基金资助项目(82101890) 江苏省自然科学基金项目(BK20190904)。 | 
类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种以关节滑膜和周围软组织损伤为特征的自身免疫性疾病,正常情况下,成纤维样滑膜细胞(fibroblast-like synoviocytes,FLS)在关节内发挥着维持关节腔结构与功能的生理作用,但在RA的病理条件下,类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞(rheumatoid arthritis-fibroblast-like synoviocytes,RA-FLS)具有类似肿瘤细胞样异常增殖和过度迁移的特性,在RA的发生和发展中起着重要作用。有效地抑制RA-FLS的增殖与迁移,可延缓RA的疾病进程[1]。近年来,天然黄酮类化合物芹菜素(apigenin,Api)能够通过诱导细胞凋亡、阻滞细胞周期进程及抑制上皮-间质转化(epithelial mesenchymal transition,EMT)等关键机制发挥抗肿瘤等生物学效应[2-4];由于RA-FLS具有类肿瘤样细胞特性,提示Api可能通过调控RA-FLS的生物学行为影响RA的疾病进程。本课题组前期研究发现,Api可以通过调控Hippo通路效应分子表达来调节肿瘤细胞的迁移、侵袭和自噬[5]。在此基础上,本研究旨在揭示Api通过干预Hippo通路抑制RA-FLS迁移的分子机制,以期为临床治疗RA提供新的理论依据。
RA-FLS购于上海赛齐生物技术有限公司(货号:CG2301);正常成纤维细胞样滑膜细胞(negative control-fibroblast-like synoviocytes,NC-FLS)购于广州詹尼奥生物科技有限公司(货号:GB-FLS-N01);空腺病毒载体对照(adenovirus control,AdC)、过表达YAP腺病毒(adenovirus-YAP,AdYAP)购于山东维真生物科技有限公司(货号:ADV-CON-01、ADV-YAP);Api购于美国Selleckchem公司,Api的分子式为C15H10O5(CAS号:520-36-5,货号:S9125);RPMI-1640、DMEM培养基购于赛维尔生物科技有限公司(货号:G4532、G4538);胎牛血清购于赛默飞世尔科技有限公司(货号:10099-141);RNAiso Plus购于宝日医生物技术(北京)有限公司(货号:9108);Transwell细胞培养小室、96孔板购于美国Corning公司(货号:3413、701002);结晶紫染色液、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)购于上海碧云天生物技术有限公司(货号:C0121、AF2819);磷酸盐缓冲液购于武汉普诺赛生命科技有限公司(货号:GPB180327);多聚甲醛溶液购于武汉艾美捷科技有限公司(货号:A-CSH467);RIPA组织/细胞裂解液、Cell-LightTM EdU Apollo in Vitro Kit购于锐博生物科技有限公司(货号:R0010、C10310);BCA蛋白定量检测试剂盒、超敏ECL化学发光试剂盒购于新赛美生物科技有限公司(货号:BCA02、P10200);细胞核/细胞质蛋白提取试剂盒购于北京索莱宝科技有限公司(货号:R0050)。
1.2.1 细胞分组及细胞培养 实验分为以下几组:①研究Api对RA-FLS的影响。NC-FLS组作为对照组,用于比较RA-FLS与正常滑膜细胞之间的差异;RA-FLS组作为模型组,用于模拟RA病理条件下的细胞状态;RA-FLS加用不同浓度Api处理,分成低浓度Api组(20 μmol/L)、中浓度Api组(30 μmol/L)、高浓度Api组(40 μmol/L),用于评估不同浓度Api对RAFLS增殖和迁移的影响[6]。②RA-FLS+Api(30 μmol/L)组作为Api处理组,用于研究Api对RA-FLS中YAP表达的影响。③研究Api对RA-FLS中YAP表达对细胞迁移的影响。构建了以下细胞模型:RA-FLS+AdC组作为过表达对照组;RA-FLS+AdYAP组(YAP过表达组),通过腺病毒介导的YAP过表达,研究YAP对RA-FLS迁移能力的影响;RA-FLS+AdYAP+Api(30 μmol/L)组(过表达Api处理组),在YAP过表达的RA-FLS中加入Api,观察Api对YAP过表达细胞迁移能力的影响。
所有细胞均培养于RPMI-1640培养基(含15%胎牛血清和1%青霉素/链霉素)中,于37 ℃、5%CO2 的温箱中培养。
1.2.2 细胞增殖实验 接种RA-FLS于96孔板,采用Cell-LightTM EdU Apollo in Vitro Kit按照说明书操作检测各组细胞的EdU阳性细胞率的改变,EdU阳性细胞率=(EdU阳性细胞数/总细胞数)×100%,使用Image J软件对条带灰度值进行定量分析,测量结果重复3次。
1.2.3 细胞迁移实验 Transwell细胞迁移实验按照课题组前期发表的论文中的方法进行[7]。简而言之,细胞经胰蛋白酶消化后,重新悬浮于无血清培养基中,将5×104 个细胞接种于Transwell小室的上室,下室则加入含有10%胎牛血清作为化学吸引剂600 μl培养,在37 ℃、5%CO2 的条件下孵育24 h后,用棉签拭去未迁移的细胞,迁移至下室的细胞经4%多聚甲醛固定15 min,0.1%结晶紫染色20 min,随后用磷酸盐缓冲液冲洗。显微镜下进行图像采集、统计,分析细胞迁移情况,测量结果重复3次。
1.2.4 Western blot法 使用RIPA裂解缓冲液(添加含蛋白酶/磷酸酶抑制剂)裂解RA-FLS,提取细胞的总蛋白;使用细胞核/细胞质蛋白提取试剂盒分别提取RA-FLS中细胞核和细胞质蛋白。Western blot法检测按照本课题组前期发表的论文中方法进行[8]。GAPDH作为总蛋白或细胞质蛋白的内参,组蛋白H3作为细胞核蛋白的内参,实验重复3次。
采用GraphPadPrism9.0统计学软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料采用均数±标准差( )表示,比较采用t检验;通过Bartlett检验对数据的方差齐性假设进行了验证,确保数据满足方差分析的前提条件;多组间比较,采用方差分析来评估各组数据之间是否存在显著性差异;若方差分析结果显示存在显著性差异,则进一步采用Bonferroni校正方法进行多重比较校正,以明确具体组间的差异并控制Ⅰ类错误的发生率。以P<0.05为差异有统计学意义。
)表示,比较采用t检验;通过Bartlett检验对数据的方差齐性假设进行了验证,确保数据满足方差分析的前提条件;多组间比较,采用方差分析来评估各组数据之间是否存在显著性差异;若方差分析结果显示存在显著性差异,则进一步采用Bonferroni校正方法进行多重比较校正,以明确具体组间的差异并控制Ⅰ类错误的发生率。以P<0.05为差异有统计学意义。
模型组EdU阳性细胞数高于对照组(P<0.05);低浓度Api组EdU阳性细胞数与模型组比较,差异无统计学意义(P>0.05),中、高浓度Api组低于模型组(P<0.05)。见图1A~B。与对照组比较,模型组的细胞迁移能力增强(P<0.05),低浓度Api组与模型组比较,差异无统计学意义(P>0.05),中、高浓度Api组低于模型组(P<0.05)。见图1C~D。本研究选择30 μmol/L Api浓度作为后续实验的研究浓度。
 
    图1 Api抑制RA-FLS的增殖及迁移
A:细胞增殖实验验证不同浓度的Api对RA-FLS增殖的影响(100×);B:各组细胞中EdU阳性细胞的统计学分析(n=3);C:Transwell细胞迁移实验检测不同浓度Api对RA-FLS迁移能力的影响(200×);D:不同浓度的Api作用于RA-FLS后,迁移细胞数的统计学分析(n=3)。aP<0.05。Api:芹菜素;RA:类风湿关节炎;FLS:成纤维样滑膜细胞。
与对照组比较,模型组中YAP蛋白表达水平增加(P<0.05),与模型组比较,Api处理组YAP蛋白表达水平降低(P<0.05)。见图2A~B。与过表达对照组比较,YAP过表达组YAP蛋白表达水平增加(P<0.05),与YAP过表达组比较,过表达Api处理组YAP蛋白表达水平降低(P<0.05)。见图2C~D。
 
    图2 Api调控RA-FLS中YAP的表达及分布
A:Western blot法检测对照组、模型组及Api处理组的细胞中YAP蛋白表达条带图;B:对照组、模型组及Api处理组细胞中YAP蛋白表达的柱状图(n=3);C:Western blot法检测过表达对照组、YAP过表达组及过表达Api处理组细胞中YAP蛋白表达条带图;D:表达对照组、YAP过表达组及过表达Api处理组细胞中YAP蛋白表达的柱状图(n=3)。aP<0.05。Api:芹菜素;RA:类风湿关节炎。
与过表达对照组比较,YAP过表达组RA-FLS迁移能力增强(P<0.05),与YAP过表达组比较,过表达Api处理组细胞的迁移能力下降(P<0.05)。见图3A~B。
 
    图3 Api通过调控YAP表达影响细胞迁移
A:Transwell细胞迁移实验检测过表达对照组、YAP过表达组及过表达Api处理组细胞的迁移能力(200×);B:对照组、YAP过表达组及过表达Api处理组细胞的迁移细胞数的统计学分析(n=3)。aP<0.05。Api:芹菜素。
RA作为一种自身免疫性疾病,其病理特征包括关节滑膜的炎症、血管翳的形成及骨质的破坏。RA-FLS是滑膜衬里层的主要细胞类型,通过过度分泌基质金属蛋白酶和炎症因子,这些细胞不仅获得侵袭性生长能力,破坏软骨及骨基质,还能通过血液循环迁移至远端关节形成新病灶,其异常增殖和活化参与了炎症反应、骨破坏和滑膜增生等病理过程,在RA的发生和发展中起着至关重要的作用[9-10]。因此,寻找调控RA-FLS增殖、迁移和侵袭等过程的关键驱动基因,并明确其作用的具体分子机制,对于临床发掘RA的潜在治疗药物具有重大指导意义。
Api是一种广泛存在于水果和蔬菜中的黄酮类化合物,主要以芹菜素-7-O-葡萄糖苷及其乙酰化衍生物形式存在,其主要存在于芹菜、半枝莲中,在瑞香科、马鞭草科、卷柏科等植物和西藏雪莲花、车前子等中草药中也有分布。Api分子量约为270,化学名称为4,5,7-三羟基黄酮,分子式为C15H10O5,其结构式中C4’、C5’和C7’上的3个羟基和C2C3 双键决定了其独特的生物学作用和药理活性,其中3个羟基为黄酮类化合物所共有,可发挥结合并清除活性自由基的作用[11-12]。目前Api在抗肿瘤领域的研究已取得显著进展,多项研究表明,该化合物通过G2/M期细胞周期阻滞抑制肾细胞癌、前列腺癌等的细胞增殖[13-14];通过调控基质金属蛋白酶-2/9、Snail/Slug等转移相关蛋白及E-cadherin/β-catenin复合物,有效抑制胰腺癌、乳腺癌等的迁移和侵袭能力[3,15-16];这种多靶点调控特性源于其对PI3K/Akt/MTOR、JAK/STAT、NF-κB和ERK/MAPK路等关键信号通路的干预,提示其在病理细胞行为调控中具有广泛作用[17]。RA-FLS具有类似肿瘤细胞的异常增殖和过度迁移的特性,在RA的疾病进程中起着重要作用,基于上述Api抗肿瘤机制,本研究探讨了Api对RA-FLS的作用,通过细胞增殖实验发现,随着Api浓度的增加,EdU阳性细胞的数量逐渐减少,当Api的作用浓度达到30 μmol/L时,EdU阳性细胞数显著减少;Transwell细胞迁移实验显示了不同处理条件下细胞的迁移情况,结果显示模型组的细胞迁移能力明显增强,而加入Api处理后,RA-FLS的细胞迁移能力逐渐降低,当Api浓度为30 μmol/L时,可以显著抑制细胞迁移。本研究结果显示,Api以浓度依赖的方式抑制RA-FLS的细胞增殖和迁移,这一发现提示Api可能通过对RA-FLS的调控作用,影响RA的疾病进程,这凸显了天然化合物作用的独特优势,为开发新型RA治疗策略提供了重要实验依据。
Hippo信号通路作为高度保守的细胞调控网络,通过调节细胞增殖、凋亡和迁移等核心生物学过程维持组织稳态,YAP作为Hippo通路下游的关键效应分子,具有转录共激活因子的功能,在细胞核中,YAP与转录增强缔合域家族结合转录,调控多种基因的表达,从而影响细胞的生物学行为[18-19]。有研究发现,YAP在RA滑膜组织中被发现异常活化,其表达水平与滑膜炎症程度及RA-FLS的异常迁移能力呈正相关,靶向抑制YAP可显著改善关节炎进程,这为探索新型治疗靶点提供了重要方向[20-21]。基于上述机制关联,本研究通过Western blot法发现,与对照组比较,模型组中YAP蛋白表达显著上调(P<0.05),而经Api处理后,YAP表达下降,揭示Api可能通过调控Hippo/YAP信号轴干预RA进程,为Api在RA治疗中的潜在应用提供分子机制支持,提示其可能通过调节YAP表达抑制RA-FLS迁移,发挥抗炎等作用,也提示YAP可能是RA治疗的潜在靶点。进一步的YAP过表达细胞模型实验显示,与过表达对照组比较,YAP过表达组的YAP蛋白表达水平显著上调,但加入Api处理后YAP蛋白表达下降;Transwell实验显示,过表达YAP增强了RA-FLS的迁移能力,而加入30 μmol/L的Api后这种增强被明显抑制。该发现为天然化合物干预信号通路治疗RA提供了直接证据。
综上所述,本研究结果显示Api可能通过调控Hippo通路效应分子影响RA-FLS的增殖和迁移等生物学行为,为临床治疗RA提供新的思路。
本研究创新性地揭示了Api通过调控Hippo信号通路中的关键效应分子YAP的表达,有效抑制RA-FLS的增殖与迁移,为RA的治疗提供了新的治疗靶点和研究方向。与传统RA治疗药物(如JAK抑制剂)比较,Api作为天然化合物,展现出独特优势:其具备多靶点调控能力,能同时干预RA复杂的病理环节;且安全性高、毒副作用小,具有良好的开发潜力。然而,本研究也存在一些局限性。首先,研究主要集中在RA-FLS上,而RA的发病机制涉及多种免疫细胞的相互作用,因此需要进一步研究Api对其他免疫细胞(如T细胞、B细胞和巨噬细胞)的影响,以全面评估其在RA治疗中的潜力;其次,目前的研究仅限于体外实验,缺乏体内的验证,因此,未来需要在动物模型中进行深入研究,以验证Api在体内的疗效和安全性。
利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。
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Discussion on the anti-rheumatoid arthritis effect and possible mechanism of apigenin based on the Hippo pathway effector molecules
 
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