Mechanism of alpha-mangostin improving apoptosis and inflammatory response in rat chondrocytes
- JOURNAL OF REGIONAL ANATOMY AND OPERATIVE SURGERY Vol. 34, Issue 9, Pages: 759-764(2025)
- 作者机构：
新疆维吾尔自治区人民医院骨科中心关节运动病区，新疆 乌鲁木齐 830001
- 作者简介：
- 基金信息：
DOI：10.11659/jjssx.06E024072
CLC： R684.3Received：18 June 2024，
Published：25 September 2025
- 稿件说明：
移动端阅览
孟晓源,安梦宇,王志刚等.α-倒捻子素改善大鼠软骨细胞的凋亡和炎症反应的作用机制[J].局解手术学杂志,2025,34(09):759-764.
MENG Xiao-yuan,AN Meng-yu,WANG Zhi-gang,et al.Mechanism of alpha-mangostin improving apoptosis and inflammatory response in rat chondrocytes[J].JOURNAL OF REGIONAL ANATOMY AND OPERATIVE SURGERY,2025,34(09):759-764.
孟晓源,安梦宇,王志刚等.α-倒捻子素改善大鼠软骨细胞的凋亡和炎症反应的作用机制[J].局解手术学杂志,2025,34(09):759-764. DOI： 10.11659/jjssx.06E024072.
MENG Xiao-yuan,AN Meng-yu,WANG Zhi-gang,et al.Mechanism of alpha-mangostin improving apoptosis and inflammatory response in rat chondrocytes[J].JOURNAL OF REGIONAL ANATOMY AND OPERATIVE SURGERY,2025,34(09):759-764. DOI： 10.11659/jjssx.06E024072.
摘要
目的
2
探索α-倒捻子素（α-MG）对脂多糖（LPS）诱导的体外大鼠软骨细胞骨关节炎（OA）和巨噬细胞M1型极化的影响。
方法
2
用LPS诱导大鼠软骨细胞体外OA模型。将大鼠软骨细胞和巨噬细胞分为对照组（正常培养）、LPS组（使用1 μg/mL LPS刺激24 h）、LPS+α-MG组（使用40 μmol/L α-MG联合1 μg/mL LPS刺激细胞24 h）、LPS+α-MG+si-NC组（使用70 μg/mL si-NC转染并联合40 μmol/L α-MG及1 μg/mL LPS共同刺激细胞24 h）、LPS+α-MG+si-BDNF组（使用70 μg/mL si-BDNF转染并联合40 μmol/L α-MG及1 μg/mL LPS共同刺激细胞24 h）。CCK-8法检测各组软骨细胞和巨噬细胞增殖活性，流式细胞术检测软骨细胞的凋亡和巨噬细胞极化。ELISA法检测各组软骨细胞中白细胞介素（IL）-1β、IL-6、肿瘤坏死因子（TNF）-α水平。Western blot检测软骨细胞和巨噬细胞中BDNF、PI3K、Akt表达。
结果
2
在软骨细胞中，与对照组比较，LPS组的细胞增殖率降低，细胞凋亡率增加，BDNF、PI3K、Akt蛋白表达下调，而IL-1β、IL-6、TNF-α水平上调（
P
<
0.05）；与LPS组比较，LPS+α-MG组细胞增殖率增加，细胞凋亡率降低，BDNF、PI3K、Akt蛋白表达上调，而IL-1β、IL-6、TNF-α水平下调（
P
<
0.05）；与LPS+α-MG+si-NC组比较，LPS+α-MG+si-BDNF组细胞增殖率降低，细胞凋亡率增加，BDNF、PI3K、Akt蛋白表达下调，而IL-1β、IL-6、TNF-α水平均升高（
P
<
0.05）。在巨噬细胞中，与对照组比较，LPS组细胞增殖率降低，M1型细胞比例增加，而BDNF、PI3K、Akt蛋白表达下调（
P
<
0.05）；与LPS组比较，LPS+α-MG组细胞增殖率增加，M1型细胞比例降低，而BDNF、PI3K、Akt蛋白表达上调（
P
<
0.05）；与LPS+α-MG+si-NC组比较，LPS+α-MG+si-BDNF组细胞增殖率降低，M1型细胞比例增加，而BDNF、PI3K、Akt蛋白表达水平下调（
P
<
0.05）。
结论
2
α-MG通过激活BDNF/PI3K/Akt信号通路抑制巨噬细胞M1型极化，改善大鼠软骨细胞的凋亡和炎症。
Abstract
Objective
2
To explore the effects of alpha-mangostin （α-MG） on the in vitro osteoarthritis （OA） in rat chondrocytes induced by lipopolysaccharide （LPS） and the M1 polarization of macrophages.
Methods
2
An in vitro OA model of rat chondrocytes was induced by LPS. Both rat chondrocytes and macrophages were divided into the control group （normal culture），LPS group （stimulated with 1 μg/mL LPS for 24 hours），LPS+α-MG group （stimulated with 40 μmol/L α-MG combined with 1 μg/mL LPS for 24 hours），LPS+α-MG si-NC group （transfected with 70 μg/mL si-NC and stimulated with 40 μmol/L α-MG and 1 μg/mL LPS for 24 hours），and LPS+α-MG+si-BDNF group （transfected with 70 μg/mL si-BDNF and stimulated with 40 μmol/L α-MG and 1 μg/mL LPS for 24 hours）. CCK-8 assay was used to detect the proliferative viability of chondrocytes and macrophages in each group，and flow cytometry was used to detect the apoptosis of chondrocytes and the polarization of macrophages. ELISA was used to detect the levels of interleukin（IL）-1β，IL-6，and tumor necrosis factor （TNF）-α of chondrocytes in each group. Western blot was used to detect the expression of BDNF，PI3K，and Akt in chondrocytes and macrophages.
Results
2
In chondrocytes，compared with the control group，the LPS group had decreased cell proliferation rate，increased cell apoptosis rate，down-regulated expression of BDNF，PI3K and Akt proteins，and up-regulated levels of IL-1β，IL-6 and TNF-α （
P
<
0.05）； compared with the LPS group，the LPS+α-MG group showed increased cell proliferation rate，decreased cell apoptosis rate，up-regulated expression of BDNF，PI3K and Akt proteins，and down-regulated levels of IL-1β，IL-6 and TNF-α （
P
<
0.05）； compared with the LPS+α-MG+si-NC group，the LPS+α-MG si-BDNF group demonstrated decreased cell proliferation rate，increased cell apoptosis rate，down-regulated expression of BDNF，PI3K and Akt proteins，and increased levels of IL-1β，IL-6 and TNF-α （
P
<
0.05）. In macrophages，compared with the control group，the LPS group had decreased cell proliferation rate，increased proportion of M1 cells，and down-regulated expression of BDNF，PI3K and Akt proteins （
P
<
0.05）； compared with the LPS group，the LPS+α-MG group showed increased cell proliferation rate，decreased proportion of M1 c
ells，and up-regulated expression of BDNF，PI3K and Akt proteins （
P
<
0.05）； compared with the LPS+α-MG+si-NC group，the LPS+α-MG+si-BDNF group showed decreased cell proliferation rate，increased proportion of M1 cells，and down-regulated expression of BDNF，PI3K and Akt proteins （
P
<
0.05）.
Conclusion
2
α-MG inhibits the M1 polarization of macrophages to improve the apoptosis and inflammation of rat chondrocytes by activating the BDNF/PI3K/Akt signaling pathway.
关键词
Keywords
references
Emami A ， Namdari H ， Parvizpour F ， et al . Challenges in osteoarthritis treatment ［J］. Tissue Cell ， 2023 ， 80 ： 101992 . doi： 10.1016/j.tice. 2022.101992 http://dx.doi.org/10.1016/j.tice.2022.101992 .
Wang S ， Li W ， Zhang P ， et al . Mechanical overloading induces GPX4-regulated chondrocyte ferroptosis in osteoarthritis via Piezo1 channel facilitated calcium influx ［J］. J Adv Res ， 2022 ， 41 ： 63 - 75 . doi： 10.1016/j.jare.2022.01.004 http://dx.doi.org/10.1016/j.jare.2022.01.004 .
Musumeci G ， Castrogiovanni P ， Trovato FM ， et al . Biomarkers of chondrocyte apoptosis and autophagy in osteoarthritis ［J］. Int J Mol Sci ， 2015 ， 16 （ 9 ）： 20560 - 20575 . doi： 10.3390/ijms160920560 http://dx.doi.org/10.3390/ijms160920560 .
Lv Z ， Xu X ， Sun Z ， et al . TRPV1 alleviates osteoarthritis by inhibiting M1 macrophage polarization via Ca（2+）/CaMKII/Nrf2 signaling pathway ［J］. Cell Death Dis ， 2021 ， 12 （ 6 ）： 504 . doi： 10.1038/s41419-021-03792-8 http://dx.doi.org/10.1038/s41419-021-03792-8 .
Yao Z ， Qi W ， Zhang H ， et al . Down-regulated GAS6 impairs synovial macrophage efferocytosis and promotes obesity-associated osteoarthritis ［J］. Elife ， 2023 ， 12 ： e83069 . doi： 10.7554/eLife.83069 http://dx.doi.org/10.7554/eLife.83069 .
Dong L ， Zhao Y ， Sun C ， et al . ASIC1a-CMPK2-mediated M1 macrophage polarization exacerbates chondrocyte senescence in osteoarthritis through IL-18 ［J］. Int Immunopharmacol ， 2023 ， 124 （ Pt A ）： 110878 . doi： 10.7554/eLife.83069 http://dx.doi.org/10.7554/eLife.83069 .
Sun T ， Wang F ， Hu G ， et al . Salvianolic acid B activates chondrocytes autophagy and reduces chondrocyte apoptosis in obese mice via the KCNQ1OT1/miR-128-3p/SIRT1 signaling pathways ［J］. Nutr Metab ， 2022 ， 19 （ 1 ）： 53 . doi： 10.1186/s12986-022-00686-0 http://dx.doi.org/10.1186/s12986-022-00686-0 .
Deng Z ， Li Y ， Liu H ， et al . The role of sirtuin 1 and its activator，resveratrol in osteoarthritis ［J］. Biosci Rep ， 2019 ， 39 （ 5 ）： BSR20190189 . doi： 10.1042/BSR20190189 http://dx.doi.org/10.1042/BSR20190189 .
Jin Z ， Chang B ， Wei Y ， et al . Curcumin exerts chondroprotective effects against osteoarthritis by promoting AMPK/PINK1/Parkin-mediated mitophagy ［J］. Biomed Pharmacother ， 2022 ， 151 ： 113092 . doi： 10.1016/j.biopha.2022.113092 http://dx.doi.org/10.1016/j.biopha.2022.113092 .
Meylina L ， Muchtaridi M ， Joni IM ， et al . Nanoformulations of α-mangostin for cancer drug delivery system ［J］. Pharmaceutics ， 2021 ， 13 （ 12 ）： 1993 . doi： 10.3390/pharmaceutics13121993 http://dx.doi.org/10.3390/pharmaceutics13121993 .
Yang A ， Liu C ， Wu J ， et al . A review on α-mangostin as a potential multi-target-directed ligand for Alzheimer's disease ［J］. Eur J Pharmacol ， 2021 ， 897 ： 173950 . doi： 10.1016/j.ejphar.2021.173950 http://dx.doi.org/10.1016/j.ejphar.2021.173950 .
Suharyani I ， Muchtaridi M ， Mohammed AFA ， et al . α-Mangostin/γ-Cyclodextrin inclusion complex： formation and thermodynamic study ［J］. Polymers ， 2021 ， 13 （ 17 ）： 2890 . doi： 10.3390/polym13172890 http://dx.doi.org/10.3390/polym13172890 .
Liu J ， Jia S ， Yang Y ， et al . Exercise induced meteorin-like protects chondrocytes against inflammation and pyroptosis in osteoarthritis by inhibiting PI3K/Akt/NF-κB and NLRP3/caspase-1/GSDMD signaling ［J］. Biomed Pharmacother ， 2023 ， 158 ： 114118 . doi： 10.1016/j.biopha.2022.114118 http://dx.doi.org/10.1016/j.biopha.2022.114118 .
Shafiek MS ， Mekky RY ， Nassar NN ， et al . Vortioxetine ameliorates experimental autoimmune encephalomyelitis model of multiple sclerosis in mice via activation of PI3K/Akt/CREB/BDNF cascade and modulation of serotonergic pathway signaling ［J］. Eur J Pharmacol ， 2024 ， 982 ： 176929 . doi： 10.1016/j.ejphar.2024.176929 http://dx.doi.org/10.1016/j.ejphar.2024.176929 .
Ao X ， Li K ， Chen Y ， et al . Inhibition of TrkB-BDNF positive feedback loop attenuates intervertebral disc degeneration and low back pain in a composite mouse model ［J］. Brain Behav Immun ， 2025 ， 128 ： 37 - 53 . doi： 10.1016/j.bbi.2025.03.029 http://dx.doi.org/10.1016/j.bbi.2025.03.029 .
Yan W ， Yu H ， Liu B ， et al . Andrographolide suppresses osteoarthritis progression by regulating circ_Rapgef1/miR-383-3p/NLRP3 signaling axis ［J］. Transpl Immunol ， 2022 ， 71 ： 101548 . doi： 10.1016/j.trim. 2022.101548 http://dx.doi.org/10.1016/j.trim.2022.101548 .
Nguyen PTM ， Nguyen MTH ， Bolhuis A . Inhibition of biofilm formation by alpha-mangostin loaded nanoparticles against Staphylococcus aureus ［J］. Saudi J Biol Sci ， 2021 ， 28 （ 3 ）： 1615 - 1621 . doi： 10.1016/j.sjbs.2020.11.061 http://dx.doi.org/10.1016/j.sjbs.2020.11.061 .
Liu B ， Zhang Y ， Yang Z ， et al . ω-3 DPA protected neurons from neuroinflammation by balancing microglia M1/M2 polarizations through inhibiting NF-κB/MAPK p38 signaling and activating neuron-BDNF-PI3K/AKT pathways ［J］. Mar Drugs ， 2021 ， 19 （ 11 ）： 587 . doi： 10.3390/md19110587 http://dx.doi.org/10.3390/md19110587 .
Fujii Y ， Liu L ， Yagasaki L ， et al . Cartilage homeostasis and osteoarthritis ［J］. Int J Mol Sci ， 2022 ， 23 （ 11 ）： 6316 . doi： 10.3390/ijms23116316 http://dx.doi.org/10.3390/ijms23116316 .
Wu X ， Liyanage C ， Plan M ， et al . Dysregulated energy metabolism impairs chondrocyte function in osteoarthritis ［J］. Osteoarthritis Cartilage ， 2023 ， 31 （ 5 ）： 613 - 626 . doi： 10.1016/j.joca.2022.11.004 http://dx.doi.org/10.1016/j.joca.2022.11.004 .
Bertrand J ， Kräft T ， Gronau T ， et al . BCP crystals promote chondrocyte hypertrophic differentiation in OA cartilage by sequestering Wnt3a ［J］. Ann Rheum Dis ， 2020 ， 79 （ 7 ）： 975 - 984 . doi： 10.1136/ annrheumdis-2019-216648 http://dx.doi.org/10.1136/annrheumdis-2019-216648 .
Bannuru RR ， Osani MC ， Vaysbrot EE ， et al . OARSI guidelines for the non-surgical management of knee，hip，and polyarticular osteoarthritis ［J］. Osteoarthritis Cartilage ， 2019 ， 27 （ 11 ）： 1578 - 1589 . doi： 10.1016/j.joca.2019.06.011 http://dx.doi.org/10.1016/j.joca.2019.06.011 .
Fu X ， He S ， Wang L ， et al . Madecassic acid ameliorates the progression of osteoarthritis： an in vitro and in vivo study ［J］. Drug Des Devel Ther ， 2022 ， 16 ： 3793 - 3804 . doi： 10.2147/DDDT.S383632 http://dx.doi.org/10.2147/DDDT.S383632 .
Lee H ， Jang D ， Jeon J ， et al . Seomae mugwort and jaceosidin attenuate osteoarthritic cartilage damage by blocking IκB degradation in mice ［J］. J Cell Mol Med ， 2020 ， 24 （ 14 ）： 8126 - 8137 . doi： 10.1111/jcmm.15471 http://dx.doi.org/10.1111/jcmm.15471 .
Chen J ， Bian M ， Pan L ， et al . α-Mangostin protects lipopolysaccharide-stimulated nucleus pulposus cells against NLRP3 inflammasome-mediated apoptosis via the NF-κB pathway ［J］. J Appl Toxicol ， 2022 ， 42 （ 9 ）： 1467 - 1476 . doi： 10.1002/jat.4306 http://dx.doi.org/10.1002/jat.4306 .
Yang S ， Liu G ， Xia X ， et al . α-Mangostin suppresses ethanol-induced gastric ulceration by regulating the Nrf2/HO-1 and NF-κB/NLRP3/caspase-1 signaling pathways and gut microbiota ［J］. Heliyon ， 2024 ， 10 （ 2 ）： e24339 . doi： 10.1016/j.heliyon.2024.e24339 http://dx.doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e24339 .
Zhu X ， Li J ， Ning H ， et al . α-Mangostin induces apoptosis and inhibits metastasis of breast cancer cells via regulating RXRα-AKT signaling pathway ［J］. Front Pharmacol ， 2021 ， 12 ： 739658 . doi： 10.3389/fphar.2021.739658 http://dx.doi.org/10.3389/fphar.2021.739658 .
Pan T ， Wu D ， Cai N ， et al . Alpha-Mangostin protects rat articular chondrocytes against IL-1β-induced inflammation and slows the progression of osteoarthritis in a rat model ［J］. Int Immunopharmacol ， 2017 ， 52 ： 34 - 43 . doi： 10.1016/j.intimp.2017.08.010 http://dx.doi.org/10.1016/j.intimp.2017.08.010 .
Bao J ， Chen Z ， Xu L ， et al . Rapamycin protects chondrocytes against IL-18-induced apoptosis and ameliorates rat osteoarthritis ［J］. Aging ， 2020 ， 12 （ 6 ）： 5152 - 5167 . doi： 10.18632/aging.102937 http://dx.doi.org/10.18632/aging.102937 .
Zhang H ， Cai D ， Bai X . Macrophages regulate the progression of osteoarthritis ［J］. Osteoarthritis Cartilage ， 2020 ， 28 （ 5 ）： 555 - 561 . doi： 10.1016/j.joca.2020.01.007 http://dx.doi.org/10.1016/j.joca.2020.01.007 .
Lu J ， Zhang H ， Pan J ， et al . Fargesin ameliorates osteoarthritis via macrophage reprogramming by downregulating MAPK and NF-κB pathways ［J］. Arthritis Res Ther ， 2021 ， 23 （ 1 ）： 142 . doi： 10.1186/s13075-021-02512-z http://dx.doi.org/10.1186/s13075-021-02512-z .
0
Views
0
下载量
0
CSCD
- L-PDFDownload
- WORDDownload
- Meta-XMLDownload
- BibTeXDownload
- EndnoteDownload
- RefMan Download
- NoteExpressDownload
- NoteFirstDownload
Publicity Resources
Related Articles
Related Author
Related Institution
- Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 京ICP备09064830号-19
京公网安备11010802024621 - It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
- Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.
