何晓娟+李慧+许丽梅+叶蕻芝+李西海
【摘 要】 骨关节炎软骨退化首要归因于软骨基质组成与降解之间的平衡被打乱。microRNA是在细胞水平具有重要调理功用的非编码小RNA，可从多途径影响骨关节炎软骨基质稳态环境，在骨关节炎病理进程中发挥多种调控效果。文章以microRNA基因调控为切入点，查阅国内外的相关文献，经过比照剖析归纳的办法，凝练了microRNA与软骨基质代谢失衡之间的联系，旨在为研讨骨关节炎软骨基质稳态失衡供给新的思路。
【要害词】 骨关节炎；microRNA；炎症；软骨基质；软骨退变
骨关节炎（osteoarthritis，OA）是中老年人常见的骨关节疾病，好发于负重关节或活动较频频的关节，其临床表现为关节痛苦、肿胀、变形，终究致残。跟着人口老龄化的开展，OA发病率逐年升高，严重影响患者的日子质量，已成为世界各国广泛重视的大众健康问题[1]。microRNA是一类长度约为22个核苷酸的内源性非编码单链RNA，其以序列互补方法直接按捺靶mRNA翻译或促进其转录物的降解，是生物体发育和疾病表达中的重要调理因子[2-3]。研讨标明，microRNA参加了软骨细胞增殖、分解、凋亡、炎症反响、软骨基质降解等进程的调控[4]，提示microRNA是OA的潜在确诊符号物与医治靶标的新候选物。
1 炎症反响与软骨基质稳态失衡的联系
关节软骨是由软骨细胞组成，并被包封在细胞外基质内的联合安排。软骨基质由水、胶原（Ⅱ型占90%以上）、蛋白多糖和亲水大分子组成，是软骨细胞罗致营养物质和传递信号的载体，软骨基质的代谢平衡保持着软骨安排的正常功用[5-7]。炎症反响进程发作的炎症因子对软骨基质的稳态环境有巨大的损坏效果，OA关节滑液中，白细胞介素（IL）-1、IL-6、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等炎症因子水平都会升高，这些炎症因子可促进软骨细胞中胶原酶和蛋白聚糖酶[如解聚蛋白样金属蛋白酶（ADAMTS）、基质金属蛋白酶（MMP）-13、
MMP-9、MMP-3等]的表达，使Ⅱ型胶原和蛋白聚糖降解，软骨基质失衡，软骨的结构发作必定改变。跟着病况的加剧，软骨细胞进一步遭到腐蚀，胶原纤维网状结构遭到损坏，炎性因子排泄继续增多，软骨基质稳态遭到更大的损坏[8-11]。TNF-α和IL-1β能够促进软骨细胞开释更多的NO、MMPs、ADAMTS等炎症因子。IL-1β和TNF-α能够诱导发作IL-6，IL-1β又能促进TNF-α的排泄，三者之间相互影响，促进MMPs组成，按捺蛋白多糖组成，引起软骨丢掉[12-13]。
2 microRNA调控炎症相关信号通路表达的机制
炎症首要经过炎症因子损坏软骨细胞及软骨基质，炎症因子经过特异性地與相关受体结合，诱导激活细胞信号通路，进行细胞间的信号传递[14]。microRNA可调控靶基因的表达，按捺或激活相关细胞信号通路，并与炎症因子相互影响，保持或损坏软骨基质稳态。OA中丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路、核转录因子-κB（NF-κB）信号通路、Toll样受体4（TLR4）信号通路和转化生长因子-β（TGF-β）信号通路的表达与炎症因子的调控密切相关。
2.1 MAPK信号通路 MAPK是真核细胞信号传递的重要途径，含有多个亚宗族，其间p38 MAPK、细胞外信号调理蛋白激酶（ERK）和c-Jun N-结尾激酶（JNK）信号传导途径的活化都与OA软骨损害密切相关，而p38 MAPK和JNK是参加调控炎症反响的重要信号通路。在OA发病进程中，p38 MAPK可被多种要素激活，并将信号传递给转录因子，调控靶基因的表达，参加炎症因子的发作、MMPs的组成以及软骨细胞的增殖等[15]。IL-1β等炎症因子能够使JNK磷酸化，磷酸化的JNK经过下流转录因子AP-1蛋白，上调MMP-13、MMP-3的表达，引起软骨基质降解。多种microRNA
经过MAPK信号通路参加调控OA的病程开展，miR-127-5p可靶向调理adipoR1的表达，按捺p38 MAPK通路，进而按捺MMP-1、MMP-3及MMP-13
等的表达[9]。miR-27b可按捺OA软骨细胞中MMP-13蛋白的表达，在IL-1β诱导的软骨细胞炎症中，p38 MAPK和JNK的激活会下调miR-27b的表达，加剧软骨基质降解[16]。miR-125a-3p在彻底弗氏佐剂（CFA）诱导的口腔炎症痛苦中具有潜在效果，miR-125a-3p的过表达显着按捺ND8/34细胞中p38αmRNA的表达，miR-125a-3p的水平与经过调理p38 MAPK通路的口腔炎性痛苦开展呈负相关[17]。将从类风湿关节炎患者别离的滑膜成纤维细胞在体外培育发现，与对照组比较，miR-451
医治组p38 MAPK蛋白表达显着下降，进一步检测发现经miR-451转染的滑膜成纤维细胞可排泄更低水平的TNF-α、IL-1β和IL-6，提示miR-451对类风湿关节炎的医治具有积极效果[18]。
2.2 NF-κB信号通路 NF-κB是广泛存在于真核细胞中的二聚体蛋白，由5种Rel转录激活因子宗族蛋白构成，包含NF-kB1（p50/p105），NF-kB2（p52/p100），REL（cREL），REL-A（p65）和REL-B，其间以p50和p65的二聚体最为常见[19]。
NF-κB与炎症反响、免疫应对和细胞增殖、凋亡等重要生物学进程密切相关。NF-κB能够被多种影响因子诱导活化，TNF-α和IL-1、IL-6均可激活NF-κB信号通路，导致软骨连接蛋白基因的表达下降，软骨细胞前炎症因子、化学因子以及MMPs的表达上升[20]。NF-κB在OA炎症基因和相关蛋白的表达中起主导效果，在炎症微环境中经过NF-κB可扩大或连续炎症反响。科研人员发现，NF-κB（p65）可直接与miR-26a启动子区域的NF-κB结合元件结合而按捺miR-26a的发作，一起，miR-26a可削弱饱满游离脂肪酸诱导的NF-κB活化（p65）和软骨细胞中促炎细胞因子的发作[21]。miR-210可靶向调理逝世受体6的表达，按捺NF-κB信号通路，削减IL-6和TNF-α等炎症因子的排泄，减轻OA大鼠关节腔的炎症[22]。与人或大鼠的正常软骨安排比较，患有OA的软骨安排中MMP-9含量显着下降，NF-κB1、IL-6和MMP-13含量显着增多，而上调miR-9或下调endprint
NF-κB1的表达，可进一步下降炎症因子的表达，削减软骨基质的降解[23]。研讨发现，miR-558可直接靶向环氧合酶-2，按捺人软骨细胞中IL-1β影响的分解代谢效应，而NF-κB的活化会下降软骨细胞中的miR-558表达[24] 。
2.3 TLR4信号通路 TLRs被活化后会诱导发作一系列炎症因子而导致炎症反响。TLR4是介导内毒素/脂多糖应对的首要受体，在炎性反响中具有重要效果[25]。TLR4信号通路中的MyD88依赖性或非依赖性信号通路激活细胞内信号转导，引起胞质区NF-κB活化，激活炎症转录程序，诱导IL-1β、
TNF-α等炎症因子开释，发作炎症反响[26-27]。脂多糖（LPS）活化TLR4信号通路会导致miR-98的表达下降，促进其效果靶点IL-10的表达，进而负向调理炎症反响。近年研讨发现，缺氧会诱导原代小胶质细胞中miR-181c的表达下调，miR-181c可按捺TLR4表达，然后按捺NF-κB的活化和下流促炎介质的发作。在LPS诱导的人肝星状细胞中，miR-146a-5p能够按捺TLR4/NF-κB和TLR4/TRAF6/JNK途径按捺促炎细胞因子排泄[28]。
2.4 TGF-β信号通路 TGF-β具有共同而有用的抗炎和免疫调理特性，是现在公认的抑炎因子，尤以TGF-β1抗炎效果最为显着。TGF-β1是一种排泄型同二聚体蛋白，它可按捺不同的炎症细胞（包含T细胞、B细胞、巨噬细胞等）的分解、扩增及炎症细胞因子发作与活性发挥，一起促进某些炎性细胞的凋亡。血红素加氧酶1（HO-1）是一种应激反响蛋白，已被证明具有杰出的抗炎效果，miRNA-519b会阻断HO-1的表达，但TGF-β1经过按捺miRNA-519b的表达，影响HO-1的表达，然后按捺炎症反响进程[29]。研讨显现，在IL-22和IL-17双阳性的T细胞中miR-323-3p表达最高，miR-323-3p能够按捺TGF-β通路的多种基因，按捺T细胞排泄炎症因子IL-22[30]。miR-146a能经过靶向Smad4的表达并效果于ERK信号通路，下降细胞对TGF-β的反响，一起促进软骨细胞
凋亡[10]。
3 microRNA调控软骨基质稳态失衡的机制
软骨基质由软骨细胞组成排泄，microRNA调理软骨细胞的增殖、凋亡、炎症介质表达，对软骨基质组成降解发作影响，然后减缓或加剧软骨退变。
microRNA能夠上调Ⅱ型胶原和蛋白聚糖的表达，促进软骨细胞增殖，保持软骨基质稳态。可调控软骨细胞增殖，经过CCK-8检测miR-25转染后的OA 软骨细胞增殖，发现miR-25过表达促进 IL-1β诱导的OA 软骨细胞增殖[31]。过表达的miR-221可按捺细胞周期蛋白依赖性激酶按捺剂p27的表达，影响软骨细胞增殖[32]。miR-29a和miR-140共转染在IL-1β处理的软骨细胞中协同上调基质金属蛋白酶的安排按捺剂（TIMP1）蛋白表达，TIMP1能够促进细胞增殖，按捺MMPs的发作[33]。miR-9能够直接结合NF-κB1，上调miR-9的表达，可促进软骨细胞增殖、按捺细胞凋亡，提示miR-9是OA的重要医治靶点之一[23]。
为保持内环境的安稳，软骨细胞会发作有序的凋亡与增殖，若软骨细胞发作过度凋亡，会打破内环境稳态，使软骨功用反常。研讨显现，在具有miR-139和miR-9两者过度表达的OA患者的软骨细胞中，BCL2和BCLXL的表达被下调，OA的分解代谢标志物添加，Caspase-3/7的活性增强，提示过表达的miR-139诱导分解代谢基因表达，并与miR-9相关，诱导软骨细胞的凋亡。Col2a1表达削减，iNOS表达添加是关节软骨细胞凋亡重要原因之一，在IL-1β诱导的大鼠软骨细胞炎症凋亡中，缄默沉静miR-34a会显着按捺由IL-1β诱导的Col2a1的下调与iNOS的上调，有用按捺软骨细胞凋亡[34]。若将miR-15a模仿物转染至人关节软骨细胞，外源性添加关节软骨细胞内miR-15a表达量，可显着促进人软骨细胞凋亡并按捺其增殖[35]。
下丘脑-垂体-靶腺轴的重要执行者为各种细胞信号传导体系，而神经-内排泄-免疫网络功用紊乱与反常的细胞因子（IL-1β、TNF-α、IL-6等）密切相关。microRNA能够经过增强或按捺各种信号通路活性，调理炎性介质的排泄，参加炎症的发作、开展，而炎性介质也能够调控microRNA的表达，二者相互影响，减缓或加快炎症进程。
4 展 望
microRNA在保持OA软骨基质降解稳态环境中发挥重要的调控效果，它们效果于靶基因，并与炎症因子相互影响，调理软骨基质降解，提示microRNA分子的表达对膝OA的医治具有重要
含义。如上调miR-27b、miR-9、miR-558、miR-210、
miR-98，下调miR-146a、miRNA-519b的表达，能
显着按捺OA病理改变，然后维护关节软骨。因而，调理特异性microRNA的表达，按捺炎症因子、MMPs等物质的组成，已成为OA医治的要害。传统中药复方具有多成分、多靶点效果特点，对医治OA具有共同优势，microRNAs广泛参加OA的生理和病理状况，作为潜在分子靶标，microRNA相同为研讨中药复方多靶点效应供给了新的切入点。讨论miRNAs在OA中的效果机制，能够为寻觅中药医治OA的靶点研讨供给新的思路和参阅，更为OA临床确诊和医治供给新的方向。
5 参阅文献
[1] SANDELL LJ，AIGNER T.Articular cartilage and
changes in arthritis.An introduction：cell biology ofendprint
osteoarthritis[J].Arthritis Res，2001，3（2）：107-113.
[2] MIRZAMOHAMMADI F，PAPAIOANNOU G，KOBAYASHI T.microRNAs in Cartilage Development，Homeostasis，and Disease[J].Curr Osteoporos Rep，2014，12（4）：410-419.
[3] DONG S，YANG B，GUO H，et al.microRNAs regulate osteogenesis and chondrogenesis[J].Biochem Biophys Res Commun，2012，418（4）：587-591.
[4] LE LT，SWINGLER TE，CLARK IM.Review：the role of microRNAs in osteoarthritis and chondrogenesis[J].Arthritis Rheum，2013，65（8）：1963-1974.
[5] EYRE D.Articular cartilage and changes in Arthritis：Collagen of articular cartilage[J].Arthritis Res，2002，4（1）：30-35.
[6] ROUGHLEY PJ.Articular cartilage and changes in Arthritis：Noncollagenous proteins and proteoglycans in the extracellular matrix of cartilage[J].Arthritis Res，2001，3（6）：342-347.
[7] 余慶阳，黄巍.膝骨关节炎从痹论治的病因与证候讨论[J].风湿病与关节炎，2015，4（3）：40-43.
[8] ZHANG Z，LEONG DJ，XU L，et al.Curcumin slows osteoarthritis progression and relieves osteoarthritis-associated pain symptoms in a post-traumatic osteoarthritis mouse model[J].Arthritis Res Ther，2016，18（1）：128.
[9] 李政，胡洪波，李玉民，等.MiR-127-5p经过靶向调理adipoR1促进骨关节炎软骨细胞的增殖[J].我国生物化学与分子生物学报，2016，32（5）：544-551.
[10] LI J，HUANG JG，DAI LM，et al.miR-146a，an IL-1β responsive miRNA，induces vascular endothelial growth factor and chondrocyte apoptosis by targeting Smad4[J].
Arthritis Res Ther，2012，14（2）：R75.
[11] 苏友新，林学义，陈秀明，等.IL-1β对大鼠关节软骨细胞“Wnt/β-catenin”通路的影响[J].福建中医药，2012，43（6）：46-48.
[12] 刘?，邓廉夫.骨关节炎相关细胞因子及蛋白的研讨开展[J].现代生物医学开展，2013，13（1）：187-190.
[13] 黄庆恩，黎金焕，文立春，等.膝骨关节炎炎性细胞因子的研讨开展[J].风湿病与关节炎，2016，5（11）：74-76，80.
[14] 张林，陆军，李永刚.骨关节炎中介导软骨细胞代谢失衡的相关信号通路研讨开展[J].东南大学学报（医学版），2013，32（4）：465-472.
[15] WEI L，SUN XJ，WANG ZK，et al.CD95 induced osteoarthritic chondrocyte apoptosis and necrosis：dependency on p38 mitogen activated protein kinase[J].Arthritis Res Ther，2006，8（2）：R37.
[16] AKHTAR N，RASHEED Z，RAMAMURTHY S，et al.
microRNA-27b regulates the expression of matrix metalloproteinase 13 in human osteoarthritis chondrocytes[J].Arthritis Rheum，2010，62（5）：1361-1371.
[17] DONG YC，LI PF，NI YH，et al.Decreased micro-RNA-125a-3p contributes to upregulation of p38 MAPK in rat trigeminal ganglions with orofacial inflammatory pain[J].
PLoS One，2014，9（11）：e111594.
[18] WANG ZC，LU H，ZHOU Q，et al.MiR-451 inhibits synovial fibroblasts proliferation and inflammatory cytokines secretion in rheumatoid arthritis through mediating p38MAPK signaling pathway[J].Int J Clin Exp Pathol，2015，8（11）：14562-14567.endprint
[19] 王欢，王庆甫，石鑫超，等.TLRs与NF-κB在大鼠骨关节炎滑膜中的表达及含义[J].我国中医骨伤科杂志，2016，24（6）：4-8.
[20] 赵宁.NF-κB信号通路介导的TNF-α按捺骨髓基质细胞成骨分解进程中的效果研讨[D].济南：山东大学，2012.
[21] XIE QY，WEI M，KANG X，et al.Reciprocal inhibition between miR-26a and NF-κB regulates obesity-related chronic inflammation in chondrocytes[J].Biosci Rep，2015，35（3）：e00204.
[22] ZHANG DW，CAO XR，LI J，et al.MiR-210 inhibits NF-κB signaling pathway by targeting DR6 in osteoarthritis[J].
Sci Rep，2015（5）：12775.
[23] GU RH，LIU N，LUO SM，et al.microRNA-9 regulates the development of knee osteoarthritis through the NF-kappaB1 pathway in chondrocytes[J].Medicine（Baltimore），2016，95（36）：e4315.
[24] PARK SJ，CHEON EJ，KIM HA.microRNA-558 regulates the expression of cyclooxygenase-2 and IL-1β-induced catabolic effects in human articular chondrocytes[J].
Osteoarthritis Cartilage，2013，21（7）：981.
[25] 陈洁，姜虹.TLR4信号通路与炎性反响[J].医学总述，2009，15（19）：2902-2904.
[26] CHEN LX，LIN L，WANG HJ，et al.Suppression of early experimental osteoarthritis by in vivo delivery of the adenoviral vector-mediated NF-kappaB p65-specific siRNA[J].
Osteoarthritis Cartilage，2008，16（2）：174-184.
[27] LIU-BRYAN R，TERKELTAUB R.The growing array of innate inflammatory ignition switches in osteoarthritis[J].
Arthritis Rheum，2012，64（7）：2055-2058.
[28] CHEN YH，ZENG ZC，SHEN XY，et al.micro-RNA-146a-5p Negatively Regulates Pro-Inflammatory Cytokine Secretion and Cell Activation in Lipopolysaccharide Stimulated Human Hepatic Stellate Cells through Inhibition of Toll-Like Receptor 4 Signaling Pathways[J].
Int J Mol Sci，2016，17（7）：1076.
[29] KUO SJ，YANG WH，LIU SC，et al.Transforming growth factorβ1 enhances heme oxygenase 1 expression in human synovial fibroblasts by inhibiting microRNA 519b synthesis[J].Plos One，2017，12（4）：e0176052.
[30] K?RNER J，WAWRZYNIAK M，TANKOV S，et al.Increased microRNA-323-3p in IL-22/IL-17-producing T cells and asthma：a role in the regulation of the TGF-β pathway and IL-22 production[J].Allergy，2017，72（1）：55-65.
[31] 吴寒松，黄世福，黎腾，等.microRNA-25对大鼠骨关节炎软骨细胞增殖和凋亡调理效果[J].科学技术与工程，2016，16（33）：160-164.
[32] YANG MZ，ZHANG L，GIBSON GJ.Chondrocyte microRNAs 221 and 483-5p respond to loss of matrix interaction by modulating proliferation and matrix synthesis[J].Connect Tissue Res，2015，56（3）：236-243.
[33] LI XH，ZHEN ZL，TANG GD，et al.MiR-29a and MiR-140 Protect Chondrocytes against the Anti-Proliferation and Cell Matrix Signaling Changes by IL-1β[J].Mol Cells，2011，39（2）：103-110.
[34] ABOUHEIF MM，NAKASA T，SHIBUYA H，et al.Silencing microRNA-34a inhibits chondrocyte apoptosis in a rat osteoarthritis model in vitro[J].Rheumatology，2010，49（11）：2054-2060.
[35] 顏世举，靳雷，肖春，等.microRNA-15a模仿物对人关节软骨细胞增殖与凋亡的影响[J].现代生物医学开展，2013，13（27）：5217-5220.
收稿日期：2017-08-20；修回日期：2017-09-28endprint
