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银杏黄酮异构体(Isorhamnetin)通过激活ROS/SRC/FOXO1信号通路抑制机械应力诱导的软骨细胞凋亡

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为何脊柱磨损至关重要

颈部和上背部的疼痛是人们就医的最常见原因之一,尤其是在年龄增长或长时间低头看手机和电脑时。这类不适大多源自脊柱骨之间负责缓冲的小垫——椎间盘的逐渐损伤。当这些椎间盘退化时称为椎间盘退变,目前的治疗主要侧重于缓解疼痛或手术,而不是阻止损伤本身。本研究探讨了一种天然植物化合物异鼠李素(isorhamnetin)是否能保护椎间盘中微小的软骨细胞,抵御长期机械应力的有害影响。

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日常力如何拉扯脊柱

每次我们弯腰、扭转或前倾头部时,都会改变重量和压力在脊柱中的传递。在健康状态下,温和且分布均匀的力有助于维持椎间盘的营养和正常功能。但当压力过强、过于频繁或以不合适的姿势施加时,可能损伤软骨终板——那层帮助供应和支撑椎间盘的薄软骨。作者显示,类似于长期前倾头部姿势的过度机械负荷,会触发这些软骨细胞更高比例的程序性细胞死亡(凋亡)。随着时间推移,细胞的流失削弱了椎间盘,导致疼痛、僵硬和颈椎曲度丧失等问题。

一种具有保护潜力的植物分子

异鼠李素是一类黄酮类化合物,存在于如黄芪等药用植物中,已知具有抗炎和抗氧化特性。早期研究表明,异鼠李素能保护骨关节炎中的关节软骨。本研究中,研究者探究它是否也能保护椎间盘软骨细胞免受机械应力的损害。他们采用使大鼠直立行走、增加颈椎负荷的双足动物模型,并在体外用受控压力培养类似于人类的软骨细胞。口服异鼠李素的大鼠表现出较少的软骨细胞死亡和较轻的颈椎结构损伤。在细胞培养实验中,适度剂量的异鼠李素在压力作用下提高了细胞存活率,且本身不具有毒性。

追踪受压细胞内的化学信号

为了弄清异鼠李素的作用机制,团队追踪了过载软骨细胞内发生的化学“对话”。他们关注一条涉及活性氧(ROS)、对氧化应激响应的信号蛋白SRC以及调控细胞存活和抗氧化防御基因的FOXO1的事件链。在有害的机械负荷下,ROS水平均上升,SRC活性增加,FOXO1的保护功能减弱,细胞凋亡标志物升高。异鼠李素逆转了这些变化:它降低了应激信号,促使细胞向存活相关蛋白倾斜,并减少了启动凋亡执行程序的活化。

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检验保护作用的极限

研究者随后刻意重新激活该应激通路,以观察是否能抵消异鼠李素的效应。他们使用一种小肽重新激活SRC,并用过氧化氢提升ROS水平。这两种干预都削弱了异鼠李素在受压细胞中的保护作用,使细胞死亡率回升并引发关键蛋白的有害改变。这些实验支持了这样一个观点:异鼠李素的主要作用是中断将机械过载与软骨细胞丧失连接起来的ROS–SRC–FOXO1信号通路。

这对颈痛意味着什么

对于因椎间盘磨损而颈痛的人而言,这项研究尚不能提供现成的治疗方法,但指明了一个有希望的方向。研究显示,一种天然化合物能在动物和体外培养细胞中减少压迫引起的椎间盘细胞流失,并描绘了涉及的关键应激通路——这表明未来的药物或精制的植物来源疗法可能有望减缓椎间盘退变,而不仅仅是掩盖症状。该研究同时强化了一个务实的信息:限制长期前倾头部姿势和其他导致脊柱过度负荷的行为,可能有助于保护异鼠李素旨在守护的那些脆弱软骨细胞。

引用: Lai, J., Yin, G., Zhu, F. et al. Isorhamnetin inhibits mechanical stress-induced chondrocyte apoptosis through activation of the ROS/SRC/FOXO1 signaling pathway. Sci Rep 16, 5106 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36249-z

关键词: 颈痛, 椎间盘退变, 软骨细胞, 机械应力, 异鼠李素(isorhamnetin)