达格列净通过AMPK激活靶向佐剂诱导关节炎大鼠模型中凋亡、自噬和Hedgehog信号通路之间的串扰

Dapagliflozin targets the crosstalk between apoptosis, autophagy, and Hedgehog signaling pathways through AMPK activation in the adjuvant-induced arthritic rat model.

作者信息Aya A El-Demerdash, Samar F Darwish, Marwa O El-Derany, Ebtehal El-Demerdash
PMID40350466
发布时间2025-06
DOI10.1007/s10787-025-01750-w

实验完整度

包含剂量筛选、疗效评估、组织学、ELISA、Western blot、RT-qPCR等多个实验层级,并进行了功能验证(凋亡、自噬)和机制验证(AMPK、Hedgehog通路)。

主要模型

完全弗氏佐剂诱导的关节炎大鼠模型(AIA) 大鼠软骨组织

重点核对

达格列净给药剂量:10 mg/kg/天,口服,连续3周 甲氨蝶呤给药剂量:0.75 mg/kg/周,腹腔注射,连续3周 关节炎诱导:0.1 mL CFA足底皮内注射,并于当天和次日尾根部注射0.1 mL 动物品系:雄性Sprague-Dawley大鼠,180-200g 检测时间点:关节炎指数在3, 6, 9, 12, 15, 20天评估;步态评分从第2天起每3天评估

摘要

类风湿性关节炎是一种长期自身免疫性疾病,导致关节囊、软骨和骨骼损伤。达格列净,一种新型抗糖尿病药物,在不同疾病中显示出良好的效果。在此,我们旨在检测达格列净单独及联合甲氨蝶呤标准治疗时的剂量依赖性抗关节炎作用。完全弗氏佐剂诱导的关节炎大鼠分别给予三种剂量的达格列净(1、5或10 mg/kg/天,口服)治疗3周,其中10 mg剂量根据步态评分、爪直径、关节炎指数(AI)、形态学和组织学结果显示出显著抗关节炎效果。为了揭示达格列净的作用机制,在达格列净(10 mg/kg/天)和/或甲氨蝶呤(0.75 mg/kg/周,腹腔注射)治疗的关节炎大鼠中评估了运动、生化和组织学指标。放射学和组织学证实了达格列净通过降低RF、MMP-1和MMP-3,并改善步态评分、踝关节直径和AI发挥显著抗关节炎作用。通过下调TNF-α、IL-1β、IL-6和NF-κB p65的表达证实了抗炎作用。达格列净治疗的关节炎大鼠中检测到自噬上调,通过Beclin-1、ULK-1和ATG-7实现。此外,达格列净通过提高关节CASP-3、CASP-9、软骨基因p53和Bax/Bcl2比值刺激凋亡活性。有趣的是,达格列净上调p-AMPK/t-AMPK关节活性。此外,达格列净通过下调软骨Shh、ptch1、Smo和Gli-1的表达抑制Hedgehog信号通路。达格列净/甲氨蝶呤联合治疗显示出比甲氨蝶呤单药治疗更好的抗关节炎效果。这些数据强调达格列净作为抗风湿药物,单独或与甲氨蝶呤联合使用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
达格列净在佐剂诱导关节炎大鼠模型中是否具有抗关节炎作用,其潜在机制是否涉及AMPK介导的凋亡、自噬和Hedgehog信号通路之间的串扰?
核心机制
达格列净通过激活AMPK磷酸化,上调自噬标志物(Beclin-1、ULK-1、ATG-7)和促凋亡因子(CASP-3、CASP-9、p53、Bax/Bcl2),并抑制Hedgehog通路(Shh、Ptch1、Smo、Gli-1),从而发挥抗炎和抗关节炎作用。
主要证据
在CFA诱导的关节炎大鼠中,达格列净(10 mg/kg)显著改善关节炎指数、步态评分和爪肿胀,降低RF、MMP-1/3和炎症因子(TNF-α、IL-1β、IL-6、NF-κB),同时上调p-AMPK、自噬和凋亡标志物,并抑制Hedgehog信号。联合用药效果更佳。
研究意义
达格列净可作为抗风湿药物,单独或与甲氨蝶呤联合用于类风湿性关节炎的治疗,为RA治疗提供新的策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

剂量筛选实验(Phase I)

确定达格列净的最佳治疗剂量(1, 5, 10 mg/kg)

将30只大鼠随机分为5组(n=6),包括对照组、AIA组、AIA+DAPA 1/5/10mg组。CFA诱导关节炎后,给予达格列净治疗3周,通过关节炎指数、步态评分、爪直径和组织学评估疗效。

2

机制研究实验(Phase II)

探究达格列净及其与甲氨蝶呤联合的抗关节炎机制

将50只大鼠随机分为5组(n=10),包括对照组、AIA组、MTX组、DAPA组、MTX/DAPA联合组。治疗3周后,评估关节炎严重程度,并检测血清炎性因子、基质金属蛋白酶、类风湿因子、关节组织中的AMPK磷酸化、自噬和凋亡标志物以及Hedgehog通路相关基因表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
达格列净AstraZeneca Pharmaceutical Co., USA--
甲氨蝶呤Mylan SAS Co., France--
完全弗氏佐剂Sigma-Aldrich Co., USA--
羧甲基纤维素----
数字卡尺Mitutoyo, Andover, UK--
兽用X射线仪器(型号:ORANGE 1060HF)Brussel, Belgium--
光学电子显微镜(Olympus BX-50)Olympus Corporation, Tokyo, Japan--
大鼠RF ELISA试剂盒My BioSource, Inc., San Diego, USAMBS880734
大鼠MMP-1 ELISA试剂盒lifespan BioScience, Inc., Seattle, USALS-F5522
大鼠MMP-3 ELISA试剂盒My BioSource, Inc., San Diego, USAMBS729026
大鼠TNF-α ELISA试剂盒My BioSource, Inc., San Diego, USAMBS355371
大鼠IL-1β ELISA试剂盒My BioSource, Inc., San Diego, USAMBS825017
大鼠IL-6 ELISA试剂盒My BioSource, Inc., San Diego, USAMBS355410
大鼠NF-κB p65 ELISA试剂盒My BioSource, Inc., San Diego, USAMBS733512
大鼠CASP-3 ELISA试剂盒My BioSource, Inc., San Diego, USAMBS261814
大鼠CASP-9 ELISA试剂盒Elabsciences, USAE-EL-R0163
AMPK一抗Cell Signaling Technology, Inc. USA2532
磷酸化AMPK一抗Cell Signaling Technology, Inc. USA2531
HRP标记的二抗(羊抗兔IgG-HRP)Novus Biologicals--
ClarityTM Western ECL底物Bio-Rad170-5060
High Pure RNA提取试剂盒Roche Diagnostics GmbH, Germany11 828 665 001
Maxima SYBR Green/Fluorescein qPCR预混液(2X)试剂盒Thermo Fisher Scientific, Waltham, USAK0241
引物Macrogen, Seoul, Republic of Korea--
ChemiDoc MP成像系统----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型诱导
CFA注射液体积(0.1 mL)、注射途径(皮内注射至左后爪足底,以及尾根部)、诱导时间(1天)
阅读提示:Materials and methods, Induction of adjuvant-induced arthritis (AIA)
动物分组与给药
大鼠品系(Sprague-Dawley)、性别(雄性)、体重(180-200g)、分组(对照组、AIA组、MTX组、DAPA组、联合组)、每组样本量(n=10)、给药途径(口服/腹腔)、给药频率(DAPA每天;MTX每周)、治疗持续时间(3周)
阅读提示:Materials and methods, Experimental design (Phase II)
药物浓度与溶解
DAPA悬浮于1% CMC中的浓度、DAPA剂量(10 mg/kg/day)、MTX剂量(0.75 mg/kg/week)
阅读提示:Materials and methods, Drugs and chemicals; Experimental design
疗效评估方法
关节炎指数评分标准、步态评分标准、爪直径测量工具和日期、放射学评估标准、组织学固定和染色方法
阅读提示:Materials and methods, Evaluation of arthritis
生化检测
ELISA试剂盒品牌和货号、Western blot抗体稀释度和孵育条件、RT-qPCR引物序列、热循环条件、内参基因(β-actin)
阅读提示:Materials and methods, ELISA; Western blotting analysis; Quantitative real-time PCR
统计方法
数据表示方式(mean±SD或中位数/四分位数范围)、统计检验(单因素/双因素方差分析、Kruskal-Wallis检验、事后检验)、显著性水平(p<0.05)
阅读提示:Materials and methods, Statistical analysis