骨形成蛋白信号通路在骨关节炎中分子机制的研究进展

随着我国社会老龄化的加剧,骨关节炎的发病率将越来越高。骨关节炎是一种以关节软骨退变为主的退行性疾病,但其具体发病机制目前尚不清楚。骨形成蛋白信号通路是软骨细胞重要的调控信号网络,在软骨细胞形成、增殖、分化及凋亡均发挥重要的调控作用。本文针对骨形成蛋白信号通路调控软骨形成、稳态维持及退变的分子机制进行综述。     

软骨前体细胞及微小RNA-140在骨关节炎软骨损伤修复中的作用

目的总结软骨前体细胞(cartilage progenitor cells,CPCs)及微小RNA-140(microRNA-140,miR-140)在骨关节炎(osteoarthritis,OA)软骨损伤修复中的作用及应用前景。方法查阅国内外近年有关CPCs、miR-140及OA软骨损伤修复的相关研究,归纳总结后进行综述。结果 CPCs具有良好的自我增殖性、干细胞表面抗原表达特性及多向分化潜能等特点,其成软骨分化能力优于其他组织来源MSCs。CPCs与OA发生发展密切相关,但其在OA软骨损伤部位自主活化及成软骨分化能力方面并不能达到软骨完全修复的要求。miR-140具有软骨特异性,参与OA发病机制,具有抑制Notch信号通路、诱导活化CPCs并增强其增殖及成软骨分化的能力,从而促进OA软骨损伤修复的潜能。关节腔局部给药是目前治疗OA的主要方式之一,关节腔注射miR-140虽然对大鼠软骨退变具有显著抑制作用,但也存在非靶向聚集、生物利用度低及清除快等问题,基于关节软骨特性构建具有良好安全性、软骨靶向性且能高效递送miR-140的载体材料具有良好应用前景。此外,CPCs主要分散在软骨表层,而OA软骨损伤也开始于该层,因此强调OA早期干预至关重要。结论 miR-140具有诱导活化CPCs、促进OA早期软骨损伤修复的潜能,进一步探索miR-140在OA发生机制中的作用及研发基于miR-140的新的OA治疗策略具有重要临床意义。     

电针调节骨关节炎软骨细胞功能的机制探讨

软骨退变是骨关节炎的根本病理变化,软骨细胞功能改变在软骨退变中发挥关键作用。软骨细胞能感受软骨基质内微环境的变化,调控软骨基质的代谢,从而适应关节的应力变化。生物学与力学因素通过激活与软骨细胞增殖、分化和凋亡信号相关通路,参与软骨细胞功能调控。文章综合分析归纳国内外相关文献,通过探讨电针干预骨关节炎软骨细胞增殖、分化及凋亡的作用机制,旨在为揭示电针抑制骨关节炎软骨退变的作用靶点提供理论依据。     

软骨细胞线粒体功能异常对骨关节炎发病机制的研究

骨关节炎(osteoarthritis, OA)主要是关节软骨退变导致的慢性炎症性关节疾病，病因及发病机制复杂，最新研究发现，软骨细胞中的线粒体功能异常与OA发病机制密切相关。线粒体通过调控软骨细胞衰老、凋亡、氧化应激、炎症抑制，参与OA发病进程。此外，线粒体相关信号通路AMPK/SIRT3对于调节软骨细胞的代谢过程很重要，表明这些可能是OA治疗的目标。因此，该文论述软骨细胞线粒体功能异常与OA的发病机制的相关性。     

线粒体质量控制在骨性关节炎软骨细胞的调控作用

软骨退变是骨性关节炎（osteoarthritis, OA）的核心特征，软骨细胞衰老及其介导的代谢失衡是软骨退变持续进展的重要原因。乙酰化/去乙酰化是线粒体质量控制（mitochondrial quality control, MQC）的关键机制之一，主要由去乙酰化酶（sirtuin, SIRT）介导。近年发现MQC失衡与OA软骨细胞衰老及软骨退变密切相关，而SIRT1/3在正常及OA软骨细胞中存在差异表达并参与OA软骨细胞MQC失衡及衰老调控。本文从SIRT1/3及细胞衰老角度对MQC在OA软骨细胞的调控作用做一综述，以期为后续OA发病机制及治疗策略探索整理思路和潜在靶点。     

MicroRNA-140在骨关节炎中的分子机制研究进展

骨关节炎（OA）是一种以细胞外基质（ECM）渐进性破坏,滑膜、软骨、软骨下骨及关节内其他组织的改变为特点的高发疾病。微小RNA（microRNA或miRNA）属于非编码区小RNA,其通过调控基因的表达对组织生长和稳态进行控制。在已知的miRNA中,MicroRNA-140（miR-140）特异性高表达于关节软骨中,并在OA的发病机制中发挥至关重要的作用,然而miR-140调控关节软骨的分子机制却非常复杂。本文主要就miR-140在OA中对软骨生长及软骨稳态调控的分子机制进行综述。     

长链非编码RNA在骨关节炎中的作用

长链非编码RNA(LncRNA)在软骨发育及骨关节炎(OA)病理进程中起到了重要的调控作用。LncRNA可以调控软骨细胞增殖、分化和凋亡,影响软骨细胞外基质分泌,通过调控基质金属蛋白酶分泌影响软骨细胞外基质降解,参与软骨炎症反应,在软骨退行性变的发生发展中发挥重要作用。该文就LncRNA在OA发生发展中的作用作一综述。     

骨关节炎关节软骨细胞凋亡的研究进展

骨关节炎(OA)是由肥胖、劳损、老化、创伤等一系列因素所致的炎性病症。研究发现,OA软骨细胞凋亡可直接导致关节软骨退变甚至钙化,影响关节功能。本文对OA中软骨细胞凋亡涉及的炎症介质、信号通路、靶点调控三方面进行综述,探讨软骨细胞凋亡在OA发生发展中的作用机制,为OA的预防及早期治疗提供理论基础。     

炎症与骨关节炎软骨退变

骨关节炎(osteoarthritis, OA)是一种以关节软骨退变为特征的常见慢性关节疾病,临床表现主要为受累关节的疼痛、畸形和功能障碍,严重影响患者的生活质量。目前证据表明炎症在OA关节软骨退变过程中起重要驱动作用,其不仅引起软骨组织细胞外基质降解,而且导致软骨细胞凋亡。本文通过回顾文献,从软骨组织的基本组成、炎性因子在OA患者中的表达、炎症导致软骨细胞合成和分解代谢失衡、炎症引起软骨细胞凋亡以及炎症作为靶点治疗OA的动物及临床研究现状5个方面进行文献综述,旨在通过归纳、总结和分析,进一步加深对OA发病机制的理解,为OA的预防和治疗提供新的思路和方法。     

钠离子通道阻滞剂对软骨细胞骨架的影响

骨关节炎(OA)是一种引起关节慢性疼痛的疾病,其发病机制尚不明确,关节软骨的退行性变是OA的特征之一.我们采用钠离子通道阻滞剂利多卡因作用于正常原代软骨细胞并采用激光扫描共聚焦显微镜观察其细胞骨架,并观察软骨细胞钠离子通道被阻滞后是否会引起细胞骨架形态学变化,探讨关节软骨退变机制.     

肾素－血管紧张素系统在骨关节炎发病中的研究

骨关节炎是一种以关节软骨退变为主的慢性疾病，但其具体发病机制目前仍不清楚。肾素－血管紧张素系统在维持人体内部环境的稳定中起着重要作用，近年来也被认为在骨关节炎的发生、发展中发挥重要的调控作用。本文针对肾素－血管紧张素系统信号通路调控骨关节炎及退变的分子机制进行综述。     

Editorial Commentary: Stem Cell Treatment in Knee Osteoarthritis: What for? Pain Management or Cartilage Regeneration?

The efficacy of mesenchymal stem cells regarding clinical outcomes and cartilage regeneration in knee osteoarthritis remains unclear; however, their theoretical role in multilineage cellular differentiation and immunomodulation of the arthritic cascade has been investigated. Several studies have reported that the use of stem cell therapy for knee osteoarthritis helps in pain improvement, but its effect on cartilage regeneration has not yet been explored. Moreover, numerous studies have reported high heterogeneity in the cell sources, as well as methods of culture expansion or cell concentration, and differences in delivery methods, assessment tools, and concomitant surgical procedures, which could affect the clinical outcomes or evaluation of cartilage regeneration potency. Furthermore, future studies are warranted to examine these factors in detail to interpret the results of mesenchymal stem cell treatment for knee osteoarthritis.     

Osteoarthritis of the distal interphalangeal joint

Osteoarthritis occurs with the highest prevalence in the distal interphalangeal joint of the hand and has been divided into an erosive and a nonerosive form. The pathogenesis of the early stages of osteoarthritis is poorly understood, but considerable emphasis has been placed on the role of cartilage and subchondral bone as well as soft tissue structures such as collateral ligaments and tendons. Radiographic evaluation represents the most standardized method to quantify disease progression, with different systems having been developed for defining and grading radiographic features. This current concepts article examines the recent knowledge base regarding the etiology, pathogenesis, and evaluation of osteoarthritis of the distal interphalangeal joint.     

凋亡在骨关节病发病机制中的作用

目的观察凋亡细胞在骨关节病关节软骨中的分布并探讨凋亡与骨关节病的关系。方法用原位杂交及原位末端标记技术,对临床经过石蜡包埋的骨关节病关节软骨标本定位检测Ｘ型胶原表达及凋亡。结果关节软骨损伤后,出现软骨退变变性,簇集软骨细胞群表达Ｘ型胶原（似肥大软骨细胞）,同时存在凋亡。结论凋亡可能在骨关节病发病机制中起重要作用,与骨关节病预后关系密切。     

滑膜巨噬细胞在骨性关节炎发病机制中的作用及其潜在性应用研究进展

骨性关节炎是一种全世界范围内发病率高的慢性退行性疾病,其病理特征为关节软骨退化和软骨下骨结构改变并伴有滑膜炎症和骨赘形成。虽然该病的研究取得了一些进展成果,但其确切的病因及发病机制仍不完全清楚。滑膜巨噬细胞作为关节滑膜中重要的炎症细胞,其不同的极化状态在骨性关节炎的发病中起着重要作用。巨噬细胞受其所处不同微环境的刺激时极化为具有促炎作用的M1型巨噬细胞和抗炎作用的M2型巨噬细胞,促使未极化的巨噬细胞向M2型极化或调控M1型巨噬细胞向M2型转化,对抑制骨性关节炎的发展起到积极作用。笔者通过查阅近几年相关研究文献,就滑膜巨噬细胞在骨性关节炎发病机制中的作用及其潜在性应用展开综述,为后期骨性关节炎的诊治及研究提供新的思路和方向。     

The potential role of vascular endothelial growth factor (VEGF) in cartilage: how the angiogenic factor could be involved in the pathogenesis of osteoarthritis?

Although adult human cartilage is physiologically avascular tissue, angiogenesis can be observed during the process of endochondral bone development. Inflammation in articular joints can also lead to neovascularization in cartilage. In such conditions, the expression of angiogenic factors, such as vascular endothelial growth factor (VEGF), has been shown to play a key role, controlling not only angiogenesis but also chondrocyte metabolism. Here we review recent research findings concerning the potential role of VEGF in cartilage, focusing in particular on its possible involvement in the pathogenesis of osteoarthritis.     

miR-31-5p靶向Notch1调节骨关节炎软骨细胞增殖和凋亡的作用

目的明确miR-31-5p在骨关节炎软骨细胞中的作用。方法采用Hulth法进行大鼠骨关节炎造模,并分离原代软骨细胞,白细胞介素(interleukin,IL)-1β诱导体外模型,检测miR-31-5p的表达变化;进一步通过在线数据库预测miR-31-5p靶点并验证,细胞增殖检测试剂盒(cell counting kit-8,CCK-8)和流式细胞术检测miR-31-5p对原代软骨细胞增殖和凋亡的影响。结果骨关节炎大鼠中miR-31-5p表达下调;miR-31-5p mimics促进软骨细胞增殖,而miR-31-5p inhibitor诱导软骨细胞凋亡增加;此外,miR-31-5p inhibitor促进IL-6和基质金属蛋白酶13(matrix metalloprotein,MMP-13)表达增加;荧光素酶报告基因实验证实Notch1是miR-31-5p的直接靶点,Notch1过表达质粒会部分抵消miR-31-5p mimics对软骨细胞的增殖保护作用。结论miR-31-5p下调表达介导骨关节炎软骨细胞增殖受限和凋亡发生,可能参与骨关节炎的发病。     

Perlecan in late stages of osteoarthritis of the human knee joint

OBJECTIVE: Disturbances of the proteoglycan metabolism play an essential role in the pathology of osteoarthritis. The extracellular matrix proteoglycan, perlecan, has lately been identified as a cell biological factor in cartilage development and maintenance. We investigated the tissue distribution of perlecan, the relation between the level of the protein and its mRNA and which type of cell, type 1 chondrocytes or elongated secretory type 2 cells, produces perlecan in late stages of osteoarthritis. METHODS: In 10 patients suffering from late-stage osteoarthritis tissue samples taken from a macroscopically intact area and the area adjacent to the main cartilage defect were investigated. We performed quantitative immunogold histochemistry and in situ hybridization in vivo and determined the level of perlecan mRNA with the help of real-time RT-PCR in native cartilage tissue and in cultured cells. RESULTS: In vivo, an increased level of perlecan protein was found in the area adjacent to the main defect. A 45% rise in the level of perlecan mRNA secreted by elongated secretory type 2 cells in comparison to type 1 chondrocytes was detected. Type 2 cells also translated the highest levels of perlecan to be deposited mainly in the pericellular matrix, and also in the interterritorial matrix in late stages of osteoarthritis. Also in vitro, type 2 cells showed a 50% higher level of mRNA for perlecan. CONCLUSION: We found evidence that perlecan is involved in the pathogenesis of late stages of osteoarthritis. The levels of perlecan protein and mRNA are up-regulated especially by the elongated secretory type 2 cells in the area adjacent to the main cartilage defect. This might be seen as an attempt on the part of the cartilage tissue to stabilize the extracellular matrix.     

关节软骨钙化层研究进展

目的综述关节软骨钙化层的结构和功能及其在骨关节炎(osteoarthritis,OA)发病机制中的作用。方法广泛查阅近年来关于钙化层研究的文献,对钙化层的结构、成分、生物力学和生物化学功能进行总结分析。结果钙化层有特殊的结构和材料特性,并且具备半透膜的性质,钙化层软骨细胞保留部分生长板细胞特性,在维持正常软骨功能和OA发生、发展过程中起重要作用。因此重建关节软骨钙化层已成为近年来兴起的界面组织工程领域研究热点。结论对软骨钙化层的研究需要进一步深入,这在OA治疗和组织工程骨-软骨复合体制备方面都具有重要意义。