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目的:近年来，microRNAs(miRNAs)作为动物和植物中一类新的基因调控分子越来越受到瞩目，超过三分之一的人类基因受到miRNAs的调节。MiRNAs不仅在生理条件例如生长和发育中发挥作用，而且在病理状态下如癌症、糖尿病和关节炎中也起重要作用。已有研究表明：在骨关节炎病人标本中，多种miRNAs的水平发生调变，提示miRNAs可能与骨关节炎的发病相关，其中microRNA-146a(miR-146a)直接介导炎症反应。然而，miR-146a在骨关节炎中的作用及其分子机制仍未见报道。因此，本研究通过骨关节炎的细胞模型和动物模型，首次从分子水平探讨miR-146a在骨关节炎中的调控机制，寻找miR-146a与TGF-p/SMAD信号通路交互作用功能分子，为目前尚“不可治愈的疾病”骨关节炎寻找新的治疗靶标。 方法:分离培养Sprague-Dawley(SD)大鼠原代关节软骨细胞，经白介素-1β(IL-1β)分别处理6、12、24小时，通过miRNA芯片筛选出炎症刺激下呈现差异表达的miRNAs，并通过实时定量PCR(Real-time PCR)加以验证。借助生物信息学软件预测miR-146a的靶基因，通过荧光素酶报告基因系统和Westernblotting加以验证。利用Real-time PCR和Western blotting比较IL-1β刺激前后软骨细胞miR-146a、Smad4和VEGF的表达差异。在软骨细胞中过表达或抑制miR-146a，检测Smad4和VEGF表达水平的变化，应用TUNEL实验检测细胞凋亡。并通过RNA干扰(RNAi)knock down和过表达Smad4，检测VEGF RNA和/或蛋白水平的变化。通过荧光素酶报告基因系统和ERK assay探讨miR-146a对TGF-p/SMAD信号通路的影响。最后，切除内侧半月板和内侧副韧带诱导大鼠骨关节炎动物模型，运用Real-time PCR和免疫组化检测软骨组织中miR-146a、Smad4和VEGF的表达情况。 结果:IL-1β以时间依赖性的方式上调miR-146a和VEGF的表达，下调Smad4的表达。过表达miR-146a不仅可以降低包含Smad43’-非翻译区(3’-UTR)的报告基因的荧光素酶活性，而且可以降低内源性Smad4的蛋白表达水平，说明Smad4是miR-146a的直接靶基因。进一步发现：过表达miR-146a与knock down Smad4都会导致VEGF蛋白水平的上升，并且Smad4与miR-146a共转会显著削弱miR-146a对VEGF的上调，表明miR-146a对VEGF的调控是由Smad4介导的。MiR-146a诱导软骨细胞凋亡。过表达miR-146a使细胞对TGF-β的反应变弱，并且显著降低ERK的磷酸化水平。番红O/快绿染色显示大鼠骨关节炎动物模型造模成功，实验组大鼠软骨组织中miR-146a和VEGF的水平上调，而Smad4下调，与体外细胞实验结果吻合。 结论:结果表明：miR-146a在炎症因子(IL-1β)刺激下表达上调，并且miR-146a诱导细胞凋亡和VEGF的表达。TGF-β/Smad信号通路中关键的调控分子--Smad4是miR-146a的一个新的靶基因。MiR-146a通过抑制Smad4参与对TGF-β/SMAD信号通路的调控。因此，推测在骨关节炎发生发展过程中，miR-146a表达水平的升高引起其靶基因Smad4的表达下调，进而通过诱导VEGF表达增加，抑制TGF-β/Smad信号通路以及诱导细胞凋亡，破坏了软骨细胞中合成代谢与分解代谢的平衡。研究不仅有助于深入阐明miRNAs调控骨关节炎的分子机制，拓展对骨关节炎发生发展的认识，并且为骨关节炎的治疗提供了新的理论依据和潜在治疗靶点。