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研究背景:骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是最常见的慢性关节疾病,发病率随着年龄的增长而增加,65岁以上人群易发,是老年人肌肉骨骼活动受限的主要原因。骨关节炎主要影响关节包括膝、手、髋部和脊柱。虽然已经提出了一些与OA相关的危险因素,包括遗传易感性、衰老、肥胖和关节失调,但目前为止骨性关节炎的具体发病机制仍不十分清楚。主要临床症状包括慢性疼痛、关节不稳、僵硬、关节畸形和关节间隙狭窄。骨关节炎的治疗目的主要包括减轻疼痛,减轻僵硬,保持运动能力和提高生活质量。目前的治疗方法包括低冲击有氧运动,减肥,针灸,氨基葡萄糖,硫酸软骨素以及外科手术治疗。由于涉及骨关节炎发病机制的确切分子机制还不清楚,目前终末期除了全关节置换手术,尚无有效的治疗手段来减缓骨关节炎的进展,或延缓关节的不可逆退化。关节软骨细胞是关节软骨代谢稳态的传感器,对维持关节软骨的正常生理结构和功能起着关键性的作用。最近的研究表明,关节软骨细胞内稳态可以被多种因素破坏,包括异常的机械负荷和老化。此外,TGF-β/Smad,Wnt/β-catenin和MAPK信号通路相关基因的遗传变异可以破坏关节软骨合成代谢和分解代谢活动稳态的平衡,导致炎症和不可逆的细胞外基质的降解。研究目的:本研究旨在探讨MAPK信号通路对人骨关节炎(OA)软骨细胞凋亡及促炎细胞因子表达的影响。研究方法:选取我院2013年12月-2015年12月行全膝关节置换手术的OA患者膝关节关节软骨标本57例为实验组。创伤外科因外伤或截肢病人的关节软骨标本31例为对照组。OA患者膝关节关节软骨标本57例实验组中,男性34例,女性23例,年龄48-72岁,平均(57.63±6.07)岁。所有患者根据OA诊断指南(OARSI)标准确诊OA,按改良Mankin病理评分进行分级评定,轻度6例,中度33例,重度18例。急诊外科因外伤或截肢病人的关节软骨标本31例,其中男性19例,女性12例,年龄26-65岁,平均(50.32±9.80)岁,设为对照组。致伤原因:车祸伤19例,机械绞伤5例,重物压砸伤3例,高处坠落伤2例,其他2例。对照组标本均根据肉眼观察和病理评分结果排除退行性改变、明显骨质疏松、类风湿性关节炎及肿瘤性病变。HE染色观察OA病人实验组和正常对照组组织病理形态。番红O/固绿、阿辛蓝/橙黄G染色观察OA病人软骨细胞形态变化。ELISA试剂盒检测血清中炎症相关因子IL-1、IL-6、TNF-α的表达。为了进一步验证MAPK通路相关蛋白ERK、p38、JNK在软骨细胞中的作用,我们分离培养人软骨细胞,并分别用ERK、p38、JNK通路抑制剂来处理细胞,共分为5组:空白对照组(BLANK组)、IL-1β诱导组(IL-1β组)、ERK信号通路抑制剂+IL-1β诱导组(PD+IL-1β组)、p38信号通路抑制剂+IL-1β诱导组(SB+IL-1β组)和JNK信号通路抑制剂+IL-1β诱导组(SP+IL-1β组)。MTT法用来检测软骨细胞活力;流式细胞仪用来检测软骨细胞凋亡情况;Western blot检测MAPK通路相关蛋白ERK、p38、JNK的表达变化;实时荧光定量q-PCR用以检测炎症相关因子IL-1、IL-6、TNF-α的mRNA表达含量。研究结果:实验组患者血清中IL-1、IL-6、TNF-α的含量均高于对照组(P值均小于0.05)。对照组中免疫组化染色的p-ERK、p-p38、p-JNK阳性率显著低于OA病人实验组(P值均小于0.01)。与BLANK组相比,IL-1β组细胞增殖率显著降低,细胞凋亡率升高,IL-1、IL-6、TNF-α的mRNA表达明显升高(P值均小于0.05);与IL-1β组相比,PD+IL-1β组、SB+IL-1β组和SP+IL-1β组细胞增殖率显著升高,细胞凋亡率降低,IL-1、IL-6、TNF-α的mRNA表达降低(P值均小于0.05)。Western blot检测结果显示,IL-1β组MAPK通路相关蛋白ERK、p38、JNK总量无明显差异,而磷酸化水平升高(P值均小于0.01)。使用通路抑制剂后,其相应作用位点蛋白表达受到抑制,蛋白磷酸化水平相对降低(P值均小于0.01)。结论:OA患者血清中促炎性细胞因子IL-1,IL-6和TNF-α的表达升高,与骨关节炎发生风险相关,同时软骨组织内MAPK信号通路被激活。而在体外抑制MAPK信号通路可以抑制原代分离培养的软骨细胞的凋亡,同时降低软骨细胞促炎性细胞因子IL-1,IL-6和TNF-α等的表达。