張立智李雙 吳文美 張世民

（同濟大學(xué)附屬楊浦醫(yī)院骨科，上海 200090）

轉(zhuǎn)化生長因子 β（transforming growth factor β,TGF-β）超家族包括TGF-β和骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone?morphogenetic protein,BMP）兩個亞家族，30多個成員。它們參與了軟骨細(xì)胞從早期到終末期的分化過程，包括細(xì)胞的聚合、增殖、終末分化和關(guān)節(jié)軟骨的維持等。哺乳動物體內(nèi)的TGF-β分子主要有3種:TGF-β1、β2、β3，在組織中分布不同。肋骨和脊椎軟骨中高表達(dá)TGF-β3，很少表達(dá)TGF-β1和TGF-β2；軟骨膜中TGF-β3表達(dá)也高于其他TGF-β。TGF-β2在四肢生長板的所有區(qū)域都有表達(dá)，在肥大區(qū)表達(dá)最高，而TGF-β1和TGF-β3主要表達(dá)在增殖和肥大區(qū)。在軟骨發(fā)生早期TGF-β表達(dá)增加，而在軟骨發(fā)育后期這些配體的表達(dá)均降低。研究還顯示，頜部髁軟骨發(fā)生過程中表達(dá)了所有的Smad蛋白，但在時間和空間上Smad信號子群體的表達(dá)不同[1]。因此，TGF-β貫穿了軟骨的整個發(fā)生和發(fā)展過程，在該過程中可能起了關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用[2]。為深入了解TGF-β的調(diào)節(jié)作用和機制，本研究對TGF-β信號調(diào)節(jié)軟骨的發(fā)生、發(fā)育和維持的相關(guān)研究做一綜述。

1 軟骨內(nèi)成骨包括軟骨發(fā)生和生長板發(fā)育

骨骼主要是由軟骨和骨組成，除了頭蓋骨、中軸骨和四肢骨，骨骼大多是通過軟骨內(nèi)骨化，透明軟骨板形成[3]。其過程首先是間充質(zhì)干細(xì)胞黏附、聚集形成軟骨原基，高表達(dá)各種細(xì)胞黏附分子如神經(jīng)鈣黏素（neural cadherin）和神經(jīng)細(xì)胞黏附分子（neural cell adhesion molecule）。這些分子不僅調(diào)節(jié)細(xì)胞和細(xì)胞間的相互作用，還促進軟骨早期形成的轉(zhuǎn)錄因子Sox9的表達(dá)。Sox9能協(xié)同結(jié)構(gòu)相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子Sox5和Sox6調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄程序，促進Ⅱ、Ⅸ、Ⅺ型膠原，軟骨蛋白聚糖和聚集蛋白聚糖的表達(dá)[3]。間充質(zhì)干細(xì)胞黏附、聚集后，在聚集中心的細(xì)胞分化成軟骨細(xì)胞，這些細(xì)胞從類成纖維細(xì)胞形態(tài)變成球形，細(xì)胞外基質(zhì)分子合成增加；而聚集中心外周的細(xì)胞仍是成纖維細(xì)胞形態(tài)，繼續(xù)表達(dá)Ⅰ型膠原，產(chǎn)生軟骨膜結(jié)構(gòu)。聚集過程在軟骨細(xì)胞分化的過程中起重要作用，破壞聚集過程，將抑制間充質(zhì)干細(xì)胞分化成軟骨細(xì)胞[4]。

最初，在聚集中心的軟骨細(xì)胞快速增殖，使骨骼發(fā)育呈線性增長；繼之，在中心的軟骨細(xì)胞退出細(xì)胞周期，進入成熟程序。由于細(xì)胞周期和階段的不同，細(xì)胞在有序增殖和分化的過程中發(fā)生了分層，根據(jù)分化過程中軟骨的細(xì)胞形態(tài)，可將生長板分為靜息區(qū)、增殖區(qū)、肥大前區(qū)、肥大區(qū)。從靜息期到肥大期，軟骨細(xì)胞可經(jīng)歷一系列的分化、增殖、成熟和凋亡的過程，分泌不同的細(xì)胞外基質(zhì)，并逐步被骨組織所替代。靜止和增殖的軟骨細(xì)胞都持續(xù)表達(dá)Sox9。相對靜止的細(xì)胞（靜息區(qū)）體積小，呈圓形，細(xì)胞排列緊密；快速增殖的細(xì)胞扁平呈柱狀排列，形態(tài)上更平整，形成堆疊（增殖區(qū)）；有絲分裂后的細(xì)胞逐漸變大，以Sox9表達(dá)降低和表達(dá)印度刺猬因子（Indian hedgehog，IHH）為特征（肥大前區(qū)）；末期形成增大的軟骨細(xì)胞（肥大區(qū)）。肥大區(qū)軟骨細(xì)胞停止增殖進入終末分化階段，細(xì)胞體積變大分泌Ⅹ型膠原，細(xì)胞外基質(zhì)礦化；同時，分泌產(chǎn)生的基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase,MMP）13，能改造細(xì)胞外基質(zhì)，有利于血管的侵入。終末分化的軟骨細(xì)胞大多發(fā)生生理性死亡，留下細(xì)胞外基質(zhì)，同時伴有成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞和血管侵入，最后成骨細(xì)胞分泌的骨基質(zhì)取代軟骨基質(zhì)而實現(xiàn)骨化。

2 關(guān)節(jié)軟骨的形成和維持

大多數(shù)生長板軟骨最終被骨所替代，而胚胎階段關(guān)節(jié)部位形成的關(guān)節(jié)軟骨是永生性結(jié)構(gòu)，不會被骨所取代[5]。成熟的關(guān)節(jié)軟骨可分成不同區(qū)域，從關(guān)節(jié)軟骨表面到骨可分為表面層、中間層、深層和鈣化層。在細(xì)胞外基質(zhì)成分、細(xì)胞組成和應(yīng)力特性上，關(guān)節(jié)軟骨與生長板軟骨不同[6]。關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞較少，就像定居的隱士細(xì)胞，具有特征性的細(xì)胞外基質(zhì)，關(guān)節(jié)軟骨比生長板軟骨包含更多的膠原交聯(lián)。然而，在骨關(guān)節(jié)炎病變中，關(guān)節(jié)軟骨表型丟失，非肥大Sox9/5/6轉(zhuǎn)錄程序破壞，肥大軟骨細(xì)胞發(fā)生末端分化，表達(dá)了Ⅹ型膠原和MMP13。軟骨細(xì)胞分化受阻，進而導(dǎo)致永生化的軟骨定居在長骨末端的機制仍不十分清楚。研究顯示，TGF-β和軟骨細(xì)胞內(nèi)多種信號通路緊密相關(guān)，調(diào)控不同的軟骨細(xì)胞增殖和分化，與軟骨的生存形態(tài)和功能相關(guān)[7]。

3 TGF-β信號與前軟骨細(xì)胞的聚合

間充質(zhì)干細(xì)胞聚合時表達(dá)所有三個TGF-β亞型。體外研究顯示，TGF-β1通過上調(diào)神經(jīng)鈣黏素和纖維連接蛋白表達(dá)，誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞聚合，有利于間充質(zhì)干細(xì)胞參與軟骨發(fā)生。TGF-β2和TGF-β3可使黏多糖聚集提高兩倍。動物實驗研究有時會受到一定限制，敲除胚胎體內(nèi)Tgfβ1基因，胚胎在骨骼開始發(fā)育前就會死亡；TGF-β1缺陷小鼠出生時還沒有顯示任何骨骼缺陷就死于彌散性炎癥。激活素受體樣激酶 5（activin receptor-like kinases 5,ALK5）是TGF-β信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要受體，敲除Alk5基因的小鼠在妊娠中期就發(fā)生死亡，在卵黃囊和胚胎期發(fā)育中血管出現(xiàn)嚴(yán)重的缺陷，妨礙了對骨骼形成的分析。如果在聚合發(fā)生前靶向骨骼的前驅(qū)細(xì)胞，條件性地敲除Alk5可導(dǎo)致軟骨畸形和短肢；軟骨細(xì)胞增殖分化，但異位的軟骨組織伸入到軟骨膜，表現(xiàn)為異常變薄的軟骨膜層。微球培養(yǎng)實驗顯示，軟骨內(nèi)骨化時，Dullard基因?qū)GF-β信號有負(fù)調(diào)節(jié)作用，Dullard缺失提高了早期軟骨聚集和分化，但是抑制了肥大軟骨細(xì)胞礦化，TGF-β的Ⅰ型受體阻滯劑（LY-364947）能逆轉(zhuǎn)這些反應(yīng)[8]。

BMP的Ⅰ型受體（ALK3和ALK6）和BMP的配體拮抗分子（如TSG和Noggin）均表達(dá)于聚集的間充質(zhì)以及早期的軟骨原基。在模擬體內(nèi)間充質(zhì)聚集的高密度培養(yǎng)實驗中，向間充質(zhì)細(xì)胞中加入BMP可以誘導(dǎo)神經(jīng)鈣黏素的表達(dá)，從而加強細(xì)胞之間的相互作用，促進細(xì)胞聚集成團并分化為軟骨細(xì)胞。在對雞胚咽弓的研究中，BMP信號能通過改變特定的細(xì)胞形態(tài)進而促進背側(cè)間充質(zhì)干細(xì)胞的聚集[8]。Wang等[8]應(yīng)用生化和基因的方法證實細(xì)胞分裂周期蛋白42（Cdc42）參與軟骨發(fā)生，BMP2/Cdc42/p21-激活激酶（P21-activated kinase,Pak）/p38/Smad信號級聯(lián)促進了間充質(zhì)干細(xì)胞聚合；而TGF-β/Cdc42/Pak/蛋白激酶B(Akt)/Sox9信號級聯(lián)促進了軟骨細(xì)胞分化?？梢?，TGF-β基因在體內(nèi)促進了間充質(zhì)干細(xì)胞聚合，但其作用機制仍需進一步研究[9]。

4 TGF-β信號和關(guān)節(jié)的形成

TGF-β信號Ⅱ型受體（TGFβRⅡ）在軀干和四肢的關(guān)節(jié)形成過程中有著重要作用。TGFβRⅡ信號異常的鼠缺少趾間關(guān)節(jié)。完全敲除TGFβRⅡ可引起了卵黃囊血細(xì)胞生成和血管發(fā)生缺陷，直接導(dǎo)致妊娠10.5 d時胚胎死亡。TGFβRⅡ/單核細(xì)胞趨化蛋白（monocyte chemoattractant protein,MCP）-5軸也在關(guān)節(jié)的形成和軟骨的發(fā)生中起著重要作用。最近研究證實關(guān)節(jié)中間區(qū)細(xì)胞因子MCP5表達(dá)降低，TGF-β信號可下調(diào)關(guān)節(jié)區(qū)細(xì)胞MCP5的表達(dá)，在四肢缺少TGFβRⅡ的鼠，中間區(qū)MCP5表達(dá)上調(diào)，關(guān)節(jié)不能發(fā)育[10]。

ALK5也是TGF-β信號的受體，它和TGFβRⅡ可聯(lián)合在間充質(zhì)干細(xì)胞中發(fā)揮作用，參與關(guān)節(jié)形成；兩個受體發(fā)生突變時都可引起關(guān)節(jié)融合，但病變的特征各有特點。在間充質(zhì)前驅(qū)細(xì)胞中條件性敲除了Alk5和TGFβRⅡ鼠發(fā)育異常，可表現(xiàn)為短肢侏儒癥，胸骨異常，或關(guān)節(jié)形成異常。進一步的研究顯示，條件性敲除TGFβRⅡ的鼠趾骨關(guān)節(jié)融合；而敲除Alk5的鼠具有正常的趾骨間關(guān)節(jié)，膝關(guān)節(jié)發(fā)生部分融合。另外，和敲除Alk5的鼠不同，在敲除TGFβRⅡ的鼠生長板中，軟骨細(xì)胞增殖降低，晚期肥大分化延遲。這些提示，ALK5和TGFβRⅡ兩種受體轉(zhuǎn)導(dǎo)信號通路仍有一定區(qū)別，兩者可能并不是同時轉(zhuǎn)導(dǎo)TGF-β信號的。

5 TGF-β信號在生長板

軟骨形成后，軟骨細(xì)胞定向排列，有序增殖和分化形成生長板。生長板軟骨中的軟骨細(xì)胞類型增多，軟骨細(xì)胞的成熟分化對于骨組織的生長起支配作用。TGF-β超家族對于生長板的發(fā)育成熟同樣發(fā)揮很重要的作用。缺少TGF-β1的鼠出生后20天，沒有出現(xiàn)生長板表型，就由于廣泛的炎癥反應(yīng)和器官衰竭而死亡。類似，因為TGF-β3的缺失，在還沒觀察到軟骨形成缺陷時，就導(dǎo)致了鼠圍產(chǎn)期死亡。而TGF-β2缺陷的鼠在妊娠晚期可表現(xiàn)為廣泛的軟骨發(fā)育異常。在體外跖骨培養(yǎng)中，TGF-β2缺失阻止了外源性的音猬因子（sonic hedgehog，SHH）對軟骨細(xì)胞肥大分化的抑制作用。在軟骨細(xì)胞中條件性敲除TGFβRⅡ，可引起中軸骨骼缺陷、生長板肥大的分化改變和趾骨關(guān)節(jié)的融合。因此，TGF-β2在體內(nèi)影響軟骨發(fā)生中的作用可能更直接、更重要。

在四肢缺少TGFβRⅡ受體基因的鼠的生長板，IHH表達(dá)增高，Ⅹ型膠原α1表達(dá)水平的降低。TGFβRⅡ基因缺陷鼠出生后生長板內(nèi)細(xì)胞增殖降低、成骨細(xì)胞成熟減少，頭蓋骨和長骨發(fā)育缺陷，身材矮小[11]。在肢體內(nèi)已發(fā)生聚合的間充質(zhì)干細(xì)胞和軟骨細(xì)胞中，阻滯TGF-βRⅡ基因?qū)е萝浌前l(fā)育不全，軟骨細(xì)胞的肥大分化受損[12]。但進一步研究顯示，在表達(dá)Col2α1的軟骨細(xì)胞中，條件性敲除TGF-βRⅡ并沒有影響胚胎期軟骨內(nèi)骨形成、導(dǎo)致四肢發(fā)育的明顯缺陷[13]。值得注意的是，中軸骨Col2α1在體節(jié)激活，比在四肢內(nèi)的軟骨細(xì)胞Col2α1表達(dá)更早；在表達(dá)Col2a1的軟骨細(xì)胞中，條件性敲除TGFβRⅡ表達(dá)，鼠的缺陷局限于中軸骨，表現(xiàn)為椎間盤和脊椎骨分節(jié)不良。這些研究提示，TGFβRⅡ轉(zhuǎn)導(dǎo)TGF-β信號在軟骨形成前期，而在后期可能并沒有實質(zhì)性的作用。

在TGF-β信號中，TGFβRⅡ?qū)π盘栟D(zhuǎn)導(dǎo)作用不同于其他受體。Iwata等[14]研究顯示，TGF-βRⅡ缺失的突變鼠仍可表達(dá)TGF-β的信號。在顱骨神經(jīng)嵴細(xì)胞內(nèi)TGFβRⅡ的缺失可導(dǎo)致TGF-β2和Ⅲ型TGF-β受體（TGFβRⅢ，也稱為β聚糖）高表達(dá)；TGFβRⅢ能在細(xì)胞表面保留TGF-β，然后提呈配體給TGFβRⅠ/TGFβRⅡ復(fù)合體，促進信號傳遞。TGFβRⅠ/TGFβRⅡ通過Smad2和Smad3轉(zhuǎn)導(dǎo)TGF-β信號；然而，TGFβRⅠ/TGFβRⅢ是通過TAK1/p38途徑轉(zhuǎn)導(dǎo)信號。有趣的是，TGFβRⅢ對TGF-β2有高親和力，而非 TGF-β1或者 TGF-β3。因此，利用 TGFβRⅠ/TGFβRⅢ信號路徑可以解釋，為什么在TGF-β2缺陷鼠中可以觀察到骨骼發(fā)育缺陷的表型。有研究報道，ALK5能和其他的Ⅱ型受體如綿羊激活素受體Ⅱ（ACTRⅡ）形成復(fù)合體。TGF-β在軟骨發(fā)生過程中是否可通過ALK5/TGFβRⅢ或ALK5/ACTRⅡ的復(fù)合體轉(zhuǎn)導(dǎo)信號仍有待進一步研究。

Smad2和Smad3通過連接不同的Smad2/3結(jié)合子（Smad2/3 binding elements,SBEs），調(diào)節(jié)不同的抑制性復(fù)合物的組裝，在生長板抑制了IHH表達(dá)，對成長板的發(fā)育起調(diào)控作用[15]。研究顯示，Smad4可控制軟骨細(xì)胞的增殖、分化，在調(diào)節(jié)生長板的細(xì)胞外基質(zhì)成分中起著重要作用[16]。Smad7對中軸骨和四肢骨的發(fā)育都是必須的，能調(diào)節(jié)生長板內(nèi)細(xì)胞的應(yīng)激反應(yīng)[17]。敲除Smad7表達(dá)的鼠內(nèi)側(cè)生長板中心細(xì)胞減少，軟骨細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞周期損害和終末成熟缺陷。軟骨細(xì)胞中完全丟失Smad1和Smad5的鼠中，存在嚴(yán)重的軟骨發(fā)育異常。除了Smad信號在軟骨發(fā)生中的重要作用，BMP信號也積極調(diào)節(jié)了間充質(zhì)干細(xì)胞的聚合、軟骨細(xì)胞增殖；負(fù)調(diào)節(jié)軟骨細(xì)胞的終末分化[18]。

6 TGF-β信號與關(guān)節(jié)軟骨的維持

隨著軟骨內(nèi)成骨過程的結(jié)束，大多數(shù)生長板軟骨最終被骨所替代，而關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞必須終生保持未分化的狀態(tài)并維持良好的胞外基質(zhì)分泌功能才能保證關(guān)節(jié)的功能。關(guān)節(jié)軟骨還必須能抵御各種各樣的損傷因素，修復(fù)受損的關(guān)節(jié)軟骨，否則關(guān)節(jié)軟骨將隨消耗和侵蝕而消失，引起關(guān)節(jié)病變。TGF-β超家族及其成員在關(guān)節(jié)軟骨的維持中發(fā)揮重要作用。

軟骨細(xì)胞形成軟骨組織離不開自分泌和旁分泌的TGF-β信號。降低TGF-β2和TGF-β受體表達(dá)后，軟骨細(xì)胞喪失形成類軟骨組織的能力[19]。在?；んw外培養(yǎng)中，TGF-β1能增強BMP2誘導(dǎo)的軟骨發(fā)生，提高了新生軟骨類透明軟骨的特性，在早期肥大階段阻止了細(xì)胞的下游分化[20]。在出生后軟骨的內(nèi)穩(wěn)態(tài)維持中，TGF-β是軟骨細(xì)胞末端肥大分化的抑制劑。軟骨細(xì)胞的體外試驗中，BMP9能作用于pSmad1/5，使軟骨細(xì)胞呈類肥大狀態(tài)；TGF-β1能促進間充質(zhì)干細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化，并通過Hippo信號通路抑制軟骨細(xì)胞末端分化成肥大細(xì)胞[21]。TGF-β3也能抑制了從間充質(zhì)干細(xì)胞中培養(yǎng)出的軟骨細(xì)胞的末端分化。應(yīng)用鼠肢芽細(xì)胞進行微團培養(yǎng)，TGF-β治療延遲了軟骨細(xì)胞成熟和肥大，抑制了Ⅹ型膠原、VEGF、MMP13和骨鈣素的表達(dá)。TGFβRⅡ?qū)τ谠缙陔A段的肥大是必需的，但在關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞中，TGFβRII抑制了軟骨細(xì)胞的終末分化和肥大。鼠出生后早期，敲除軟骨細(xì)胞中TGFβRⅡ后，關(guān)節(jié)軟骨組織內(nèi)Runx2（Runt-related transcription factor 2），MMP13和金屬肽酶含血小板反應(yīng)蛋白-5表達(dá)上調(diào)，進展性出現(xiàn)類骨關(guān)節(jié)炎的表現(xiàn)[22]。以上研究提示，TGF-β能促進初級階段軟骨細(xì)胞的分化，抑制軟骨細(xì)胞的末期肥大分化，這可能對維持關(guān)節(jié)軟骨的完整性具有深遠(yuǎn)的作用。

TGF-β在不同受體的軟骨中可發(fā)揮不同作用。ALK5可表達(dá)在鼠和人的軟骨中，但在老齡化和骨關(guān)節(jié)炎的軟骨中表達(dá)水平降低。敲除關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)ALK5導(dǎo)致軟骨降解酶MMP13表達(dá)水平增高，軟骨細(xì)胞終末分化并降解，出現(xiàn)骨關(guān)節(jié)炎的表現(xiàn)[23]。與之相反，在人膝骨關(guān)節(jié)炎的軟骨中，ALK1則和MMP13 mRNA表達(dá)之間有明顯的相關(guān)性。另外，TGF-β在關(guān)節(jié)軟骨中能通過ALK1激活經(jīng)典的BMP信號途徑,引起Smad1/5/8活化。此外,由于老齡化相關(guān)的ALK5表達(dá)降低，在老齡化和骨關(guān)節(jié)炎的關(guān)節(jié)軟骨中ALK1/ALK5比率提高，進一步促進了信號通路從Smad2/3到Smad1/5/8轉(zhuǎn)換相關(guān)[24]。由于在軟骨中ALK1/Smad1/5/8和ALK5/Smad2/3信號通路具有相反的作用，TGF-β在通過不同的受體轉(zhuǎn)導(dǎo)信號時發(fā)揮的作用也不同[25]。除此之外，TGFβ信號還可通過Smad2/3和Smad1/5影響關(guān)節(jié)內(nèi)和關(guān)節(jié)周圍多種組織，包括韌帶、半月板、軟骨下骨和滑膜，并且作用于Smad2/3或Smad1/5/8時，其保護或破壞作用也不同[26]。

研究顯示，BMP信號對于關(guān)節(jié)軟骨的維持同樣不可或缺，關(guān)節(jié)軟骨的損傷修復(fù)需要充足的BMP信號。適度的鍛煉能提高表面區(qū)軟骨細(xì)胞BMP2、BMP4、BMP6、BMPR2、pSmad5和DNA結(jié)合蛋白-1抑制劑的表達(dá)，抑制了軟骨退變[27]。關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞通過分泌抑制性調(diào)節(jié)劑如甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白（para?thyroid hormone-related protein，PTHrP）和BMP家族成員來抑制軟骨細(xì)胞的肥大分化。單純抑制經(jīng)典的BMP信號并不能逆轉(zhuǎn)軟骨細(xì)胞肥大表型來產(chǎn)生軟骨基質(zhì)，通過添加PTHrP可改善肥大表型的分化[28]。BMP2和TGF-β1聯(lián)合應(yīng)用也能提高軟骨的修復(fù)能力[29]。BMP和其他信號之間的協(xié)同和拮抗作用還可能和軟骨細(xì)胞分化處于的階段及作用模式有關(guān)。更多的BMPs和TGF-β在軟骨損傷修復(fù)和抑制終末分化中的作用機制仍有待進一步研究。

綜上，TGF-β超家族分子參與了軟骨內(nèi)成骨的整個過程，在軟骨的發(fā)生、生長板的發(fā)育、關(guān)節(jié)的形成、以及關(guān)節(jié)軟骨維持的各個階段都發(fā)揮了重要作用。TGF-β超家族存在多種信號成分，轉(zhuǎn)導(dǎo)信號的受體和途徑又有不同。具有代表性的是經(jīng)典TGF-β（Smad2/3）和BMP（Smad1/5/8）信號，其在軟骨中的作用不同甚至相反。TGF-β分子可以促進軟骨細(xì)胞細(xì)胞外基質(zhì)合成，抑制軟骨細(xì)胞的肥大分化和礦化。BMP分子可以誘導(dǎo)間充質(zhì)細(xì)胞分化為軟骨細(xì)胞，促進軟骨細(xì)胞分化和增殖，促進合成細(xì)胞外基質(zhì)，抑制軟骨細(xì)胞的終末分化，下調(diào)TGF-β信號，阻止TGF-β作用的效果。

盡管對于TGF-β信號成分及其生理學(xué)功能的研究取得了相當(dāng)大的進展，但在軟骨發(fā)育和維持的不同階段，每種信號成分調(diào)控方式以及和其他信號通路之間的關(guān)聯(lián)都有待進一步研究。如在軟骨發(fā)育和維持中TGF-β可轉(zhuǎn)導(dǎo)兩種信號，它是如何利用BMP路徑的，并和TGF-β信號相互作用的；ALK5，ALK1，Smad2和Smad4精確發(fā)揮拮抗和調(diào)節(jié)作用的機制等許多方面都有待進一步研究[30]。詳細(xì)闡明TGF-β超家族分子發(fā)揮作用的具體機制，將會加深對骨軟骨發(fā)育分子機制的理解和認(rèn)識，有利于臨床上對骨關(guān)節(jié)炎等疾病的預(yù)防、診斷和治療[31]。