［摘要］微小RNA（miRNAs）是一類重要的非編碼RNA分子，對(duì)基因表達(dá)起負(fù)調(diào)控作用，對(duì)疾病的影響是當(dāng)下研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。骨關(guān)節(jié)炎（OA）是一種常見的慢性關(guān)節(jié)疾病，發(fā)病因素復(fù)雜，軟骨組織的病變是其主要病因。miRNAs可調(diào)控軟骨細(xì)胞的增殖、凋亡，調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞外基質(zhì)的合成和降解，以及抑制軟骨細(xì)胞的炎癥反應(yīng)等途徑。本文通過(guò)對(duì)OA發(fā)病過(guò)程中miRNAs調(diào)控軟骨組織上述生理及病理生理過(guò)程的相關(guān)研究進(jìn)行綜述，旨在為OA的臨床防治提供參考依據(jù)。

［關(guān)鍵詞］微小RNA；骨關(guān)節(jié)炎；軟骨細(xì)胞；軟骨基質(zhì)

doi：10.3969/j.issn.1674-7593.2023.05.023

Unveiling the Regulatory Role of microRNAs in Cartilage Tissue duringOsteoarthritis Progression

Yang Shuangqing1，Liu Yawei1，Zhang Sudan1，Wang Yanqi1，Meng Qingliang2，Ma Junfu2，3**

1College of Orthopedics and Traumatology，Henan University of Traditional Chinese Medicine，Zhengzhou450002;2Henan Provincial Hospitalof Traditional Chinese Medicine，Zhengzhou450003;3Orthopedics Teaching and Biomechanics Laboratory，College of Orthopedics，HenanUniversity of Traditional Chinese Medicine， Zhengzhou450003

**Corresponding author：Ma Junfu，email：zhongguodefuwa@163.com

［Abstract］MicroRNAs（miRNAs） are a critical class of noncoding RNA molecules that play a pivotal role in the modulation of gene expression by suppressing it.The impact of miRNAs on various diseases has emerged as a prominent area of investigation in current scientific research.Osteoarthritis（OA），a prevalent chronic joint disorder，is influenced by numerous pathogenic factors，with alterations in cartilage tissue serving as a primary cause.Studies have revealed that miRNAs actively participate in the physiological processes of cartilage tissue by regulating cellular proliferation，apoptosis，as well as the synthesis and degradation of the extracellular matrix within articular cartilage.Furthermore， they contribute to the suppression of inflammatory reactions in chondrocytes.This paper presents a comprehensive review of research focusing on the regulatory role of miRNAs in cartilage tissue during the pathogenesis of OA，aiming to provide valuable insights for clinical approaches to the prevention and treatment of this condition.

［Key words］Micro RNAs;Osteoarthritis;Chondrocytes;Cartilage matrix

骨關(guān)節(jié)炎（Osteoarthritis，OA）是一類與增齡相關(guān)的活動(dòng)性關(guān)節(jié)慢性退行性疾病，女性比男性更易發(fā)病，65歲以上的老年人患病率高達(dá)68%［1-2］。OA的發(fā)病機(jī)制尚未完全明了，其發(fā)病多與年齡、感染及創(chuàng)傷等因素相關(guān)［3］。關(guān)節(jié)軟骨退化是OA的主要病理表現(xiàn)，其原因可能是由于軟骨細(xì)胞外基質(zhì)（簡(jiǎn)稱軟骨基質(zhì)）減少和軟骨細(xì)胞的大量死亡［4］。近年來(lái)有關(guān)OA軟骨組織與微小RNA（Micro RNA，miRNAs）的研究越來(lái)越受到關(guān)注。miRNAs是一種非編碼小RNA，一般由20～24個(gè)核苷酸組成，具有高度保守性，可以與靶mRNA的3′非翻譯區(qū)（3′ Untranslated region，3′UTR）特異性結(jié)合，降解靶mRNA或阻礙靶mRNA的翻譯［5］。miRNAs可調(diào)節(jié)炎癥傳遞素、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子與神經(jīng)生長(zhǎng)因子的表達(dá)，從而影響OA的發(fā)病及病變過(guò)程［6］。OA的發(fā)生還可能是由于miRNAs影響到基質(zhì)金屬蛋白酶（Matrix metalloproteinase，MMPs）和膠原蛋白的正常表達(dá)，引起了細(xì)胞外基質(zhì)降解和軟骨細(xì)胞凋亡［7-8］。本文從miRNAs對(duì)OA軟骨細(xì)胞的增殖、凋亡的影響，對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)合成與降解過(guò)程的影響，以及對(duì)OA炎癥方面的影響進(jìn)行綜述，為OA的臨床治療提供參考依據(jù)。

1miRNAs調(diào)控軟骨細(xì)胞增殖與凋亡

軟骨細(xì)胞是構(gòu)成軟骨組織的主要細(xì)胞類型，在維持骨骼、關(guān)節(jié)的構(gòu)造及功用方面起著關(guān)鍵性作用。miR-373在OA患者的軟骨細(xì)胞中表達(dá)，它會(huì)降低配體門控離子通道嘌呤能P2X7受體 （Purinergic P2X7 receptor，P2X7R）和炎癥因子如白細(xì)胞介素6（Interleukin-6，IL-6）與IL-8的表達(dá)，從而促進(jìn)軟骨細(xì)胞的增殖［9］。抑制miR-34a的表達(dá)可降低IL-1β對(duì)富含半胱氨酸蛋白61（Cysteine-rich 61，Cyr61）的抑制作用，增加Cyr61的表達(dá)從而促進(jìn)軟骨細(xì)胞的增殖［10］。既往研究顯示，miR-206可以通過(guò)調(diào)節(jié)PI-3K/AKT-mTOR信號(hào)途徑抑制軟骨細(xì)胞的凋亡與自噬［11］。同時(shí)抑制miR-29b-3p的表達(dá)可以減緩軟骨細(xì)胞的凋亡，降低OA的發(fā)生率［12］。

miR-15b可以調(diào)節(jié)胰島素樣生長(zhǎng)因子1和其受體的內(nèi)含量，抑制軟骨細(xì)胞的增殖［13］。而且也能夠像miR-98基因一樣，通過(guò)抑制B細(xì)胞淋巴瘤-2基因（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）在OA中的表達(dá)，從而促進(jìn)軟骨細(xì)胞的凋亡［14］。表現(xiàn)出miR-34a基因的OA患者，可減少具有促炎巨噬細(xì)胞活化劑之稱的δ樣蛋白1（Delta-like protein 1，DLL1）的mRNA的表達(dá)，促使OA患者軟骨細(xì)胞中 DLL1、總磷脂酰肌醇-3-激酶（Phosphatidylinositide 3-kinase，PI-3K）和磷酸化蛋白激酶B（Phosphorylated protein kinase b，p-AKT）濃度迅速下降，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［15］。對(duì)患有膝關(guān)節(jié)OA的大鼠膝關(guān)節(jié)中注射miR-34a 拮抗劑antagomir（4mg/kg），結(jié)果表明，大鼠膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的程度減輕，軟骨細(xì)胞死亡率降低［3］。miR-30a-5p基因在OA患者軟骨組織中呈過(guò)表達(dá)，并通過(guò)靶向AKT基因，調(diào)節(jié)AKT-mTOR信號(hào)通路中蛋白的表達(dá)，將軟骨細(xì)胞阻滯在G0/G1期，從而導(dǎo)致軟骨細(xì)胞的凋亡［16］。

2miRNAs調(diào)控軟骨基質(zhì)的降解與合成

軟骨細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生一種特殊的凝膠物質(zhì)，稱為軟骨基質(zhì)，具有減震和潤(rùn)滑的功能，可保護(hù)關(guān)節(jié)免受外部沖擊。然而OA患者因軟骨基質(zhì)合成減少可導(dǎo)致關(guān)節(jié)受到更大的沖擊和磨損。細(xì)胞外基質(zhì)中大部分是由 Ⅱ型膠原蛋白和聚集蛋白聚糖構(gòu)成，而成熟的軟骨細(xì)胞可以通過(guò)合成與分解細(xì)胞外基質(zhì)的內(nèi)部分子來(lái)保持軟骨基質(zhì)動(dòng)態(tài)代謝平衡［17］。研究顯示MMP13與聚集蛋白聚糖酶-2是引起細(xì)胞外基質(zhì)降解的兩種關(guān)鍵水解酶，分別降解Ⅱ型膠原蛋白和聚集蛋白聚糖。聚集蛋白聚糖酶-2 屬于凝血酶敏感蛋白基序去整聯(lián)蛋白域和金屬蛋白酶域蛋白（A disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs，ADAMTs）家族，又被命名為ADAMTs-5。

IL-1β可通過(guò)絲裂原激活蛋白激酶（Mitogen activation protein kinase，MAPK）和核因子κB （Nuclear factor-kappa B，NF-κB）兩條細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑來(lái)降低OA患者體內(nèi)miR-27a-3p的表達(dá)，從而增加ADAMTs-5表達(dá)，促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞外基質(zhì)降解和OA的發(fā)展［18］。用miR-486-5p模擬物處理CHON-001型人軟骨損傷細(xì)胞，可抑制該細(xì)胞的生長(zhǎng)與移動(dòng)，同時(shí)還抑制了Ⅱ型膠原蛋白和聚集蛋白聚糖的表達(dá)，從而導(dǎo)致OA的產(chǎn)生。調(diào)節(jié)miR-483-5p基因的表達(dá)能夠穩(wěn)定軟骨組織的正常生長(zhǎng)。miR-483-5p在OA患者中過(guò)表達(dá)，可明顯降低轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1（Transforming growth factor beta 1，TGFβ1）的表達(dá)， 進(jìn)而明顯降低Ⅱ型膠原蛋白和聚集蛋白聚糖mRNA的含量，同時(shí)會(huì)促進(jìn)Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2（Runt-related transcription factor 2，RUNX2）和MMP13 mRNA的表達(dá)，促使軟骨變性。而敲除miR-483-5p則明顯提高了TGFβ1在mRNA和蛋白水平的表達(dá)，促進(jìn)軟骨組織的修復(fù)［19］。miR-200b-3p通過(guò)抑制 DNA甲基轉(zhuǎn)移酶3α的表達(dá)，從而減少M(fèi)MP的表達(dá)，由此提高Ⅱ型膠原蛋白的合成含量，促進(jìn)OA軟骨細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖［20］。miR-138基因在OA患者軟骨中的表達(dá)明顯下降，過(guò)表達(dá)的miR-138基因可顯著下調(diào)p65（NF-κB轉(zhuǎn)錄因子家族的5種成分之一，又被稱為RelA）、環(huán)氧合酶2（Cyclooxygenase-2，COX-2）、IL-6等蛋白的表達(dá)，并延緩 OA的發(fā)生發(fā)展［21］。軟骨細(xì)胞經(jīng)過(guò)miR-26a與miR-26b抑制劑轉(zhuǎn)染成功后，促進(jìn)NF-κB的信號(hào)傳遞，增加MMP3、MMP9、MMP13、COX-2的表達(dá)，表明miR-26a和miR-26b的表達(dá)能夠延緩OA的發(fā)病與進(jìn)展［22］。miR-92a-3p可以靶向調(diào)控組蛋白去乙?；?（Histone deacetylase 2，HDAC2），進(jìn)而促進(jìn)軟骨寡聚蛋白、聚集蛋白聚糖和Ⅱ型膠原蛋白相關(guān)的啟動(dòng)子進(jìn)行組蛋白3（HU-protein-3，H3）乙酰化反應(yīng)，增強(qiáng)三者在軟骨組織中的表達(dá)。從而緩解OA患者病情發(fā)展［23］。miR-105與miR-30a基因與ADAMTs基因表達(dá)呈顯著負(fù)相關(guān)，從而降低聚集蛋白聚糖的分解。miR-411基因與MMP13基因表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，從而降低了Ⅱ型膠原蛋白的分解。上述3種miRNAs基因的過(guò)表達(dá)可延緩OA的進(jìn)展［24-26］。miR-9基因的表達(dá)可以保護(hù)軟骨組織，減少OA的發(fā)生。在OA大鼠膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射miR-9 的促進(jìn)劑能夠使其軟骨組織中的MMP13表達(dá)明顯降低，減少Ⅱ型膠原蛋白的降解，從而阻止OA的病理進(jìn)程［27］。

3miRNAs抑制軟骨細(xì)胞炎癥

促炎細(xì)胞因子可誘發(fā)軟骨損傷，包括軟骨基質(zhì)的代謝異常、軟骨穩(wěn)態(tài)環(huán)境的失衡、MMP13等基質(zhì)降解酶表達(dá)的增加［28］。miR-93基因在OA小鼠模型的表達(dá)顯著降低，而過(guò)表達(dá)的miR-93可通過(guò)靶向Toll 樣受體 4（Toll-like receptor 4，TLR4）調(diào)控NF-κB信號(hào)通路，從而抑制IL-1β、IL-6和腫瘤壞死因子α（Tumor necrosis factor-alpha，TNF-α）等細(xì)胞因子的表達(dá)，從而減輕OA的炎癥反應(yīng)［29］。OA小鼠模型中的miR-142-3p基因的過(guò)表達(dá)可顯著抑制NF-κB和促炎細(xì)胞因子的生成，還可降低OA重要的炎癥介質(zhì)，高遷移率族蛋白1（High mobility group box-1，HMGB1）的表達(dá)，從而抑制軟骨細(xì)胞凋亡，減少OA發(fā)生率［30］。miR-140的過(guò)表達(dá)可顯著抑制軟骨細(xì)胞的炎癥反應(yīng)［31］。而miR-365對(duì)關(guān)節(jié)軟骨炎癥因子的表達(dá)則有明顯的促進(jìn)作用，并且能夠迅速誘發(fā)OA［32］。

4小結(jié)與展望

軟骨細(xì)胞和軟骨基質(zhì)在OA的發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用。miRNAs通過(guò)調(diào)控軟骨細(xì)胞的增殖與凋亡，調(diào)節(jié)軟骨基質(zhì)的合成和降解，抑制軟骨細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，參與軟骨組織的發(fā)育和維持。隨著miRNAs的研究逐步深入，相信能夠?yàn)镺A患者提供更有效的治療手段，改善其生活質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

［1］梁寒光，趙耀，王志偉，等.臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療老年骨關(guān)節(jié)炎的研究進(jìn)展［J］.國(guó)際老年醫(yī)學(xué)雜志，2022，43（06）：747-750.

［2］邵新華，鄒寧.非編碼RNA調(diào)控骨關(guān)節(jié)炎疾病的研究進(jìn)展［J］.中華地方病學(xué)雜志，2020，39（5）：386-390.

［3］王繼成，易智.miRNA與骨關(guān)節(jié)炎病理發(fā)展過(guò)程的相關(guān)性［J］.中國(guó)組織工程研究，2019，23（24）：3875-3881.

［4］胡芯源，曹珊，陳文明，等.連翹苷元通過(guò)抑制TLR4介導(dǎo)的NF-κB信號(hào)通路減輕大鼠骨關(guān)節(jié)炎軟組織損傷和基質(zhì)降解［J］.免疫學(xué)雜志，2021，37（2）：115-121.

［5］趙園園，代思明，張躍，等.miRNAs對(duì)骨關(guān)節(jié)炎調(diào)控的研究進(jìn)展［J］.中華醫(yī)學(xué)雜志，2019，99（3）：235-237.

［6］Tao L，Zeng Y，Wang J，et al.Differential microRNA expression in aristolochic acid-induced upper urothelial tract cancers ex vivo［J］.Mol Med Rep，2015，12（5）：6533-6546.

［7］Zhen Y，Xinghui Z，Chao W，et al.Several microRNAs could predict survival in patients with hepatitis B-related liver cancer［J］.Sci Rep，2017，7：45195.

［8］Soyocak A，Kurt H，Ozgen M，et al.miRNA-146a，miRNA-155 and JNK expression levels in peripheral blood mononuclear cells according to grade of knee osteoarthritis［J］.Gene，2017，627：207-211.

［9］Jin R，Shen M，Yu L，et al.Adipose-derived stem cells suppress inflammation induced by IL-1β through down-regulation of P2X7R mediated by miR-373 in chondrocytes of osteoarthritis［J］.Mol Cells，2017，40（3）：222-229.

［10］Yang B，Ni J，Long H，et al.IL-1β-induced miR-34a up-regulation inhibits Cyr61 to modulate osteoarthritis chondrocyte proliferation through ADAMTS-4［J］.J Cell Biochem，2018，119（10）：7959-7970.

［11］Yu Q，Zhao B，He Q，et al.microRNA-206 is required for osteoarthritis development through its effect on apoptosis and autophagy of articular chondrocytes via modulating the phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B-mTOR pathway by targeting insulin-like growth factor-1［J］.J Cell Biochem，2019，120（4）：5287-5303.

［12］王亮，張虎林，汪小敏，等.miRNA在骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病中的作用及臨床應(yīng)用研究進(jìn)展［J］.風(fēng)濕病與關(guān)節(jié)炎，2022，11（8）：66-71.

［13］王偉康，劉曉冬，周長(zhǎng)林，等.MiRNAs在骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生發(fā)展中的調(diào)控作用［J］.中國(guó)組織工程研究，2021，25（35）：5709-5715.

［14］Wang J，Chen L，Jin S，et al.MiR-98 promotes chondrocyte apoptosis by decreasing Bcl-2 expression in a rat model of osteoarthritis［J］.Acta Biochim Biophys Sin（Shanghai），2016，48（10）：923-929.

［15］Zhang W，Hsu P，Zhong B，et al.MiR-34a enhances chondrocyte apoptosis，senescence and facilitates development of osteoarthritis by targeting DLL1 and regulating PI3K/AKT pathway［J］.Cell Physiol Biochem，2018，48（3）：1304-1316.

［16］沈鵬飛，瞿玉興，王斌，等.miR-30a-5p靶向作用蛋白激酶B基因促進(jìn)骨關(guān)節(jié)炎患者軟骨細(xì)胞的凋亡［J］.中華醫(yī)學(xué)雜志，2017，97（39）：3079-3084.

［17］楊利斌，楊林，趙恩典，等.miR-106a-5p過(guò)表達(dá)對(duì)ACLT誘導(dǎo)的骨關(guān)節(jié)炎大鼠軟骨退變和細(xì)胞外基質(zhì)降解的修復(fù)及血清炎癥因子的影響［J］.中國(guó)免疫學(xué)雜志，2021，37（13）：1553-1557.

［18］Li X，He P，Li Z，et al. Interleukin-1β-mediated suppression of microRNA-27a-3p activity in human cartilage via MAPK and NF-κB pathways： a potential mechanism of osteoarthritis pathogenesis［J］.Mol Med Rep，2018，18（1）：541-549.

［19］Xu R，Li J，Wei B，et al.MicroRNA-483-5p modulates the expression of cartilage-related genes in human chondrocytes through down-regulating TGF-β1 expression［J］.Tohoku J Exp Med，2017，243（1）：41-48.

［20］Wu J，Tao Y，Shang A，et al.Effect of the interaction between MiR-200b-3p and DNMT3A on cartilage cells of osteoarthritis patients［J］.J Cell Mol Med，2017，21（10）：2308-2316.

［21］Wei ZJ，Liu J，Qin J.miR-138 suppressed the progression of osteoarthritis mainly through targeting p65［J］.Eur Rev Med Pharmacol Sci，2017，21（9）：2177-2184.

［22］Yin X，Wang JQ，Yan SY.Reduced miR-26a and miR-26b expression contributes to the pathogenesis of osteoarthritis via the promotion of p65 translocation［J］.Mol Med Rep，2017，15（2）：551-558.

［23］Mao G，Zhang Z，Huang Z，et al.MicroRNA-92a-3p regulates the expression of cartilage-specific genes by directly targeting histone deacetylase 2 in chondrogenesis and degradation［J］.Osteoarthritis Cartilage，2017，25（4）：521-532.

［24］Ji Q，Xu X，Xu Y，et al.miR-105/Runx2 axis mediates FGF2-induced ADAMTS expression in osteoarthritis cartilage［J］.J Mol Med（Berl），2016，94（6）：681-694.

［25］Ji Q，Xu X，Zhang Q，et al.The IL-1β/AP-1/miR-30a/ADAMTS-5 axis regulates cartilage matrix degradation in human osteoarthritis［J］.J Mol Med（Berl），2016，94（7）：771-785.

［26］Wang G，Zhang Y，Zhao X，et al.MicroRNA-411 inhibited matrix metalloproteinase 13 expression in human chondrocytes［J］.Am J Transl Res，2015，7（10）：2000-2006.

［27］Zhang H，Song B，Pan Z.Downregulation of microRNA-9 increases matrix metalloproteinase-13 expression levels and facilitates osteoarthritis onset［J］.Mol Med Rep，2018，17（3）：3708-3714.

［28］Kapoor M，Martel-Pelletier J，Lajeunesse D，et al.Role of proinflammatory cytokines in the pathophysiology of osteoarthritis［J］.Nat Rev Rheumatol，2011，7（1）：33-42.

［29］Ding Y，Wang L，Zhao Q，et al.MicroRNA-93 inhibits chondrocyte apoptosis and inflammation in osteoarthritis by targeting the TLR4/NF-κB signaling pathway［J］.Int J Mol Med，2019，43（2）：779-790.

［30］顧宗欣，王五洲.微小RNA對(duì)骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生發(fā)展影響的研究進(jìn)展［J］.實(shí)用骨科雜志，2017，23（12）：1102-1105.

［31］王世琦，岳亮，謝文鵬，等.非編碼RNA在骨性關(guān)節(jié)炎中對(duì)軟骨細(xì)胞和胞外基質(zhì)影響的研究進(jìn)展［J］.中國(guó)比較醫(yī)學(xué)雜志，2022，32（12）：88-94.

［32］Wu W，Xuan Y，Ge Y，et al.Plasma miR-146a and miR-365 expression and inflammatory factors in patients with osteoarthritis［J］.Malays J Pathol，2021，43（2）：311-317.

（2022-09-25收稿）