L-аргинин облегчает дегенерацию межпозвонкового диска, подавляя нарушения фосфорилирования Drp1 и фрагментацию митохондрий, опосредованные TRIB3/AKAP1

<b>Цель:</b> выяснить терапевтический потенциал L-аргинина (L-arg) и механизм его действия при дегенерации межпозвонкового диска (ДМД).

<b>Дизайн:</b> образцы пульпозного ядра человека (n=36) были подвергнуты метаболомному анализу, количественному определению L-arg и иммуногистохимическому исследованию для оценки связи между метаболизмом L-arg и тяжестью ДМД. В экспериментах in vitro на клетках пульпозного ядра, с использованием РНК-секвенирования, Вестерн-блоттинга, коиммунопреципитации и иммунофлуоресцентной колокализации, оценивали терапевтические эффекты L-arg и механизм его действия. Валидацию in vivo на моделях крыс (n=30) проводили с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) и иммуногистохимии для оценки эффективности L-arg в облегчении ДМД.

<b>Результаты:</b> метаболомный анализ выявил истощение L-arg в резко дегенерированных тканях пульпозного ядра. Добавление L-arg уменьшало индуцированное TNFα клеточное старение (доля β-галактозидазоположительных клеток снизилась на 37,4%, 95% ДИ: 29,5–45,3), нарушение внеклеточного матрикса (ACAN увеличился в 1,59 раза, 95% ДИ: 1,19–2,11) и митохондриальную дисфункцию (содержание АТФ увеличилось в 1,43 раза, 95% ДИ: 1,29–1,57) в клетках пульпозного ядра за счет подавления фрагментации митохондрий. В моделях ДМД у крыс L-arg ослаблял дегенерацию диска (интенсивность по МРТ: в 3,245 раза по сравнению с дегенерацией, 95% ДИ: 2,05–5,13). По механизму L-arg подавлял воспалением индуцированную экспрессию Tribbles homolog 3 (TRIB3) (в 0,49 раза по сравнению с TNFα, 95% ДИ: 0,29–0,84). Повышение TRIB3 нарушало взаимодействие между A-kinase anchoring protein 1 (AKAP1) и регуляторной субъединицей IIα протеинкиназы A (PKA RIIα) — взаимодействие, критически важное для фосфорилирования Drp1 по S656, которое подавляет деление митохондрий. Сохраняя взаимодействие AKAP1–PKA RIIα, L-arg поддерживал фосфорилирование Drp1 по S656 и блокировал патологическое деление митохондрий.

<b>Выводы:</b> L-arg может облегчать ДМД in vitro и in vivo путем модуляции оси TRIB3–AKAP1–PKA/Drp1(S656), что подчеркивает его перспективный терапевтический потенциал при ДМД.