作者：邱祖云 北京积水潭医院

骨关节炎（OA）是一种进行性关节疾病，在老年人中引起慢性疼痛和身体残疾。该疾病非常流行，全球发病率超过2.5亿人。随着人口日益老龄化，预计该疾病将比前几十年更加流行。迄今为止，还没有有效的疾病矫正疗法，关节置换术是缓解症状和恢复关节功能的唯一选择。发现治疗OA的有效药物需要更好地理解OA进展的分子途径和信号。

OA的传统特征是关节软骨退化、软骨下骨重塑、滑膜炎症（滑膜炎）和骨赘形成。发病机制复杂，包括机械、炎症和代谢因素，最终导致滑膜关节的结构改变。滑膜炎的主要形态学特征是内膜衬里中的巨噬细胞聚集。显然，浸润的巨噬细胞通过启动吞噬、形成多核巨细胞和产生细胞因子和其他炎症介质在OA的进展中发挥重要作用。活化的巨噬细胞改变滑膜成纤维细胞和软骨细胞的功能，导致关节炎症和分解代谢因子的产生增加。

肿瘤坏死因子（TNF-α）是来源于巨噬细胞的因子之一，可通过抑制软骨细胞中蛋白多糖和II型胶原的合成并增强促炎和促分解代谢介质的产生来促进关节中的分解代谢。越来越多的证据表明，肠道微生物群衍生的内毒素通过激活关节组织巨噬细胞参与OA发病机制，导致关节慢性炎症。另一方面，来自降解透明软骨的软骨碎片和分子被认为通过激活巨噬细胞炎症小体途径参与滑膜炎症的发展。事实上，受损细胞外基质的成分充当危险相关分子模式（DAMP），激活滑膜巨噬细胞产生炎性介质。同样，早期的研究表明，关节内注射软骨碎片在动物模型中诱发滑膜炎和骨关节炎变化。因此，研究软骨碎片在骨关节炎过程的病因和进展中的可能作用变得重要。我们早期的研究表明，与软骨碎片一起培养的巨噬细胞产生调节软骨细胞功能的炎症介质。然而，软骨碎片触发巨噬细胞反应的分子机制仍有待研究。因此，目前的研究旨在了解巨噬细胞对软骨碎片的分子反应，作为确定OA潜在治疗的分子候选的一步。我们使用RNA-seq方法分析了软骨片段刺激的小鼠巨噬细胞的转录谱。我们的数据为骨关节炎的分子发病机制提供了新的见解，并为治疗干预提供了新分子候选。

越来越多的证据表明滑膜炎与进行性OA和关节衰竭有关，这可能表明抗炎干预的益处。解决引发和持续关节炎症的分子途径将为OA提供新的治疗方法。OA关节中软骨碎片的存在与机械应力下软骨断裂导致的疾病的所有阶段密切相关。然而，软骨碎片在引发炎症和OA过程中的确切作用尚未得到明确证明。鉴于常驻巨噬细胞是滑膜中遇到受损软骨成分的主要免疫细胞，我们研究了软骨碎片刺激的巨噬细胞的基因图谱。

我们的数据表明，巨噬细胞表达多种细胞表面受体，以识别和内化软骨片段，包括Tlr2、Cd14、Marco、Scarf1和Itga5。这些结果与早期发现一致，强调Tlr2、ITGα，CD14和MARCO在滑膜组织中强烈表达，并参与实验模型中OA的进展。很明显，来自受损细胞外基质的成分，包括纤维连接蛋白、聚集蛋白聚糖、双聚糖、tenascin C，坏死细胞的细胞内蛋白充当危险相关分子模式（DAMP），通过激活模式识别受体（如Toll样受体和Nod样受体）触发炎症反应。此外，巨噬细胞可以通过清除剂受体（如SR-A1和MARCO）识别凋亡细胞衍生的颗粒或死亡的宿主细胞相关分子，B类清除剂受体如SR-B1和CD36，纤维连接蛋白受体如整合素，Fc受体如FcγRIII和补体受体（CRs）如CR3，以及C型凝集素如Dectin-1和Mincle23。这些受体的激活启动特异性细胞内信号转导途径，促进促炎性细胞因子的产生和白细胞进入损伤部位。

基因谱中发现的炎症反应的另一个阳性调节因子是Aif1，已知其在类风湿性关节炎患者的滑膜组织中高度表达。此外，响应软骨碎片刺激的巨噬细胞表达蛋白水解酶，包括基质金属蛋白酶Mmp9和Mmp14，去整合素和含金属蛋白酶结构域的蛋白17（Adam17），已知参与骨脱矿、细胞外基质成分降解和基质蛋白消化。毫不奇怪，我们的生物信息学分析显示，在类风湿性关节炎中，受刺激巨噬细胞中的上调基因显著富集。综上所述，这些结果表明，巨噬细胞对软骨碎片的反应同时引发炎症和分解代谢分子，这可能反映了骨关节炎的发病机制。我们未来的研究包括研究软骨碎片与受刺激巨噬细胞共培养的软骨细胞的转录谱，以了解与软骨变性相关的分子机制。