Мелатонин ослабляет дегенерацию межпозвонковых дисков, восстанавливая митохондриальный гомеостаз через сигнальный путь PGC-1α

Дегенерация межпозвонковых дисков — одна из основных причин боли в пояснице и значительного экономического ущерба во всем мире. Дисфункция митохондрий, связанная с окислительным стрессом и апоптозом, имеет отношение к развитию различных дегенеративных заболеваний. Мелатонин рассматривается как потенциальное средство профилактики дегенерации межпозвонковых дисков благодаря способности регулировать клеточные ритмы. Однако влияние мелатонина на дисфункцию митохондрий и лежащие в его основе механизмы изучены недостаточно. На первом этапе с помощью теста Cell Counting Kit-8 (CCK-8) оценивали жизнеспособность клеток пульпозного ядра, обработанных мелатонином и продуктами окисления белков (AOPP). Затем для изучения механизмов in vitro применяли вестерн-блоттинг, иммунофлуоресцентное исследование и окрашивание TUNEL. На следующем этапе для оценки потенциального эффекта мелатонина in vivo использовали модель дегенерации межпозвонковых дисков у крыс с пункцией иглой, а также рентгенологическое и иммуногистохимическое исследования. Было показано, что AOPP вызывали окислительный стресс, усугубляли повреждение митохондрий и усиливали апоптоз клеток пульпозного ядра. Кроме того, мелатонин улучшал функцию митохондрий и защищал клетки пульпозного ядра от окислительного повреждения. Дальнейшее исследование показало, что мелатонин стимулировал биогенез митохондрий, а также регулировал митохондриальную динамику и митофагию через сигнальный путь коактиватора-1α рецептора γ, активируемого пролифераторами пероксисом (PGC-1α), поддерживая митохондриальный гомеостаз и тем самым уменьшая избыточный апоптоз и деградацию внеклеточного матрикса. Ингибитор PGC-1α ослаблял действие мелатонина на систему контроля качества митохондрий, снижая его защитный эффект в отношении клеток пульпозного ядра при окислительном стрессе. Кроме того, эксперименты in vivo подтвердили, что мелатонин замедляет прогрессирование дегенерации межпозвонковых дисков. Полученные результаты создают теоретическую основу для лечения дегенерации межпозвонковых дисков путем воздействия на дисфункцию митохондрий и регулирования системы контроля качества митохондрий. Мелатонин может быть эффективным средством лечения дегенерации межпозвонковых дисков.