靶向SARM1-cADPR-Ca2+通路减轻线粒体碎片化和骨关节炎进展

骨关节炎（OA）是一种常见的退行性关节疾病，伴有衰老软骨细胞数量增加。线粒体功能障碍是OA发病机制中软骨细胞衰老的公认标志。含有无菌α和Toll/白介素-1受体基序的蛋白1（SARM1），已知在多种细胞类型中驱动线粒体损伤，但尚未在软骨细胞衰老或OA背景下进行深入研究。方法：我们在原代小鼠软骨细胞中建立了多柔比星（DOX）诱导的衰老模型。使用siRNA介导的敲低和慢病毒过表达SARM1，采用功能获得和丧失的方法，随后评估衰老标志物、线粒体功能和形态。为了研究机制途径，应用外源性环腺苷二磷酸核糖（cADPR）及其特异性抑制剂8-Br-cADPR，并随后评估细胞内钙动力学和Drp1向线粒体的转位。接下来，我们在离体人股骨头组织和实验性OA小鼠模型中测试了阻断该SARM1/cADPR轴的疗效。结果：从人OA软骨和老年鼠软骨中分离的软骨细胞显示SARM1表达增加。敲低SARM1减少了DOX诱导的软骨细胞衰老和线粒体功能障碍，而过表达野生型而非催化失活的SARM1-TIR结构域突变体（TIR-E642A）诱导内在凋亡和线粒体碎片化。外源性cADPR重现了衰老和线粒体碎片化，而8-Br-cADPR处理消除了SARM1依赖性效应。机制上，SARM1生成的cADPR增加了细胞内钙水平，触发Drp1在Ser616位点的磷酸化和Ser637位点的去磷酸化，从而导致Drp1-FIS1相互作用和线粒体裂变。有趣的是，药理学或遗传学抑制SARM1/cADPR通路改善了实验性OA模型中的软骨退化。结论：我们表明SARM1通过激活cADPR依赖性钙信号传导介导线粒体碎片化，进而促进Drp1与FIS1结合。这表明SARM1–cADPR通路在OA病因学中具有未被认识的作用，并将该通路作为有吸引力的治疗靶点。