关节炎中滑膜增生的研究进展2024.docx

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1、关节炎中滑膜增生的研究进展2024【摘要】滑膜增生是类风湿性关节炎的主要特征，也是其他关节炎如血友病性关节炎和骨关节炎中不可忽视的病理改变之一。本文通过对中国知网、万方数据库、PUbMed和WebofSCienCe等数据库的相关检索结果进行归纳分析，总结了滑膜增生的主要细胞来源、滑膜异常增生对关节的影响和参与调控滑膜增生的诸多信号通路。最后，我们强调了成纤维样滑膜细胞的增殖、凋亡、自噬和铁死亡等细胞死亡机制在滑膜增生中的重要作用，期望对于整体阐明滑膜病变在关节疾病进程中的作用有所帮助。【关键词】滑膜增生；骨关节炎；类风湿性关节炎；成纤维细胞样滑膜细胞关节炎是以关节和邻近结构的炎症为主要特征的一

2、组多样化疾病，可能导致疼痛、畸形和残疾,成人和儿童均可受累。关节炎包括类风湿性关节炎、骨关节炎、化脓性关节炎(感染性创伤后关节炎和血友病性关节炎等重要类型，其中类风湿性关节炎和骨关节炎最为常见。滑膜是覆盖在关节除软骨以外的内表面的结缔组织薄膜，由表面的衬里层和深部的衬里下层构成1-30滑膜衬里层在正常状态下排列着13层细胞，分别是巨噬细胞样滑膜细胞，也称作A型滑膜细胞，以及成纤维细胞样滑膜细胞(fibroblast-likesynoviocyte,FLS),即B型滑膜细胞4-60在衬里下层的深层滑膜分布着大量的脂肪细胞、肥大细胞、成纤维细胞、蛋白聚糖和弹力纤维。在关节炎症状态下，滑膜衬里层细胞

3、层数增多、炎症细胞浸润增加、滑膜新生血管形成和纤维化、滑膜充血肿胀，最终引起滑膜的厚度明显增加，这一病理现象称为滑膜增生7-8o滑膜增生是类风湿性关节炎、血友病性关节炎和骨关节炎等关节炎性疾病所共有的重要病理改变，在这些疾病的进程中起到了关键的作用。一、文献检索策略选择本文以滑膜增生、关节炎、滑膜增殖为关键词在中文数据库中国知网、万方数据库中展开检索；以synovialhyperplasia、arthritis为关键词在国际期刊数据库PubMedxWebofScience中进行检索。文献纳入标准：纳入文献类型为发表在学术期刊上的论著和综述；研究内容相似的文献中，优先选择具有更高研究证据级别的文

4、献；研究内容同时涉及关节炎和滑膜增生。排除标准：除中文、英文之外的其他语种的文献；文献类型为评论和会议论文；重复发表的文献和无法获取全文的文献。本文一共检索到中文文献212篇（中国知网153篇方方数据库59篇），英文文献974篇（PubMed384篇,WebofScience590篇经筛选后最终只有45篇被纳入，其中中文7篇、英文38篇。二、关节炎中滑膜增生的机制探究滑膜增生发生机制最重要的问题是明确滑膜增生的细胞来源。目前，学界认为滑膜增生主要与成纤维样滑膜细胞增殖、炎症与免疫细胞浸润和来自于骨髓迁移的间充质干细胞有关。滑膜增生并不是任何单独细胞种类的作用，而是滑膜中几乎所有细胞群之间复杂的

5、相互作用的结果。(一)FLS增殖与凋亡失衡在类风湿性关节炎和骨关节炎中，滑膜增生是滑膜衬里层FLS过度增殖和凋亡减少造成的。研究者通过对类风湿关节炎、骨关节炎病人的滑膜组织免疫组织化学染色发现滑膜衬里层FLS的标志物I型前胶原的表达较高,而巨噬细胞的标志物集落分化抗原68(clusterofdifferentiation68,CD68)表达很少9o同时细胞增殖的标志物细胞增殖核抗原(proliferatingcellnuclearantigen,PCNA)和原癌基因C-MyC也在滑膜细胞衬里层出现了明显的高表达。进一步研究发现，表达PCNA和C-Myc的细胞对CD68呈阴性表达,这一现象说明了

6、在滑膜衬里层发生增殖的细胞主要是FLS,而非血液来源的巨噬细胞。此外，从滑膜周围血管中迁移到滑膜的单核细胞，在经历成熟过程转变为巨噬细胞后，其增殖能力会出现明显的降低。有研究发现，在滑膜组织培养中，那些存活三代以上的滑膜细胞中只有不到1%为巨噬细胞10,因此排除了巨噬细胞样滑膜细胞通过分裂增殖引起滑膜增生的可能。FLS的凋亡减少也被认为有助于滑膜组织的过度增生。转录激活因子3(signaltransductionandactivatorOftranscription3,STAT3)是细胞内一种重要的信号转导蛋白和转录因子。在炎症状态下，激活的STAT3能通过上调B细胞淋巴瘤-XL(B-cell

7、lymphoma-extralarge,Bcl-xL)或下调B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)关联X蛋白(Bcl-2-associatedXprotein,Bax)来抑制caspase-3活性从而起到抗凋亡作用11Shen等12研究表明，持续活化的STAT3保护成纤维细胞免受血清饥饿诱导的凋亡，而特异性失活STAT3则会诱导滑膜细胞凋亡130肿瘤蛋白p53基因(tumorproteinp53,TP53)在细胞凋亡调控网络中扮演着关键角色，它能够靶向影响内源性和外源性凋亡途径的关键基因，包括细胞色素c、BaxxFaS和CaSPaSe-8等141有研究表明，滑膜细胞中p53突变可导致类风湿性关节炎

8、滑膜细胞凋亡抵抗和病理性细胞过度存活150为了进一步证明在类风湿性关节炎的FLS中，突变的p53是否具有抗凋亡的特性,有研究人员设计了一个表达p53源融合肽的腺病毒载体,并在胶原诱导性关节炎大鼠关节中注射该载体。他们发现注射腺病毒的关节中关节指数和组织学评分降低，滑膜细胞密度减少，凋亡细胞数量增加，并且p53细胞凋亡调节因子(p53upregulatedmodulatorofapoptosis,PUMA)表达水平更高16o另外，他们还发现在类风湿性关节炎滑液成纤维细胞中，PUMA的表达水平较低。这一观察为p53介导的细胞凋亡途径受损提供了另一种解释17o(二)血管来源的炎症细胞浸润另外一种观点

9、认为增生的滑膜与周围血管的炎症细胞浸润有关。Lalor等18通过对类风湿性关节炎和骨关节炎病人滑膜标本进行了Ki-67免疫染色以确定增殖细胞的来源。Ki-67是一种细胞核内蛋白质，通常用作细胞增殖的生物标志物，其染色的阳性结果通常表明这些细胞正处于活跃的细胞分裂状态。研究者发现在类风湿性关节炎和骨关节炎滑膜衬里层中Ki67阳性染色的细胞占总细胞数的百分比小于0.03%,而在炎症细胞浸润区域中却有大量的Ki67阳性细胞存在。这说明增生的滑膜衬里层并没有通过局部细胞分裂产生，而是由炎症细胞浸润而来。Yudoh等19研究发现,类风湿性滑膜炎滑膜淋巴细胞中的端粒酶活性水平与PCNA表达、滑膜内层增生的

10、程度和微血管增生、血管周围浸润高度相关。具有高端粒酶活性的滑膜浸润淋巴细胞可能产生多种细胞因子、生长因子，如白细胞介素-1(interleukin-11L-I白细胞介素-6(interleukin-6/L-6)或肿瘤坏死因子-(tumornecrosisfactor-,TNF-a)z刺激滑膜细胞增生。有趣的是，Neumann等20报道滑膜增生组织内新血管生成增加也能促进炎症细胞涌入滑膜。(三)骨髓来源的间充质细胞迁移在关节炎中，骨髓来源的间充质细胞的流入很可能有助于滑膜血管翳的形成21O研究人员发现在胶原诱导的类风湿性关节炎的动物模型中，大量骨髓来源的间充质细胞迁移到滑膜，占据了成纤维样滑膜细

11、胞的30%以上，这在健康滑膜组织中几乎检测不到21o这些间充质细胞中核因子KB(nuclearfactorkappa-B,NF-B)通路特异性激活，可抑制其多向分化并促进增殖21o在关节面受损引起的创伤性骨关节炎模型中，研究者也观察到了类似的骨髓源性细胞的浸润导致滑膜增生的现象，并推测骨髓间充质干细胞通过骨管进入到滑膜和关节间隙中22o至于骨髓间充质细胞募集到滑膜中的深层机制，目前有文献报道可能与关节中胎盘生长因子的水平升高有关23o此外，Galligan等24报道循环成纤维细胞在类风湿性关节炎中被激活，高表达各种趋化因子的配体，由此被关节炎滑膜中的大量趋化因子招募并迁移到滑膜中，有助于滑膜的

12、增生。三、关节炎中滑膜增生的影响滑膜的功能包括润滑关节面，减少运动时的摩擦以及营养和免疫功能。在健康的关节中，FLS产生关节润滑剂，例如透明质酸和润滑素。FLS还通过产生各种基质成分（例如IV型胶原蛋白）来帮助塑造细胞外基质。在类风湿性关节炎中，关节的滑膜衬里层大幅扩张并转变为侵袭性增生性血管翳。此前的研究表明，异常增生的FLS表现出与肿瘤细胞类似的侵袭性特征25oLaragione等26的研究显示哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammaliantargetofrapamycin,mT0R）信号通路参与FLS侵袭的调节，mTOR的抑制剂雷帕霉素显著减少FLS的侵袭。FLS在与浸润到关节的免疫细胞接触

13、时,或在暴露于生长因子和炎症细胞因子（例如TNF-）时，会产生许多趋化因子、促炎因子、基质金属蛋白酶和组织蛋白酶。其中基质金属蛋白酶是降解细胞外基质和软骨的重要因素。促炎因子（例如IL-6X趋化因子（例如CXC-趋化因子配体10）和促血管生成因子会进一步加重和维持关节炎症27o正如上文中提到的，滑膜血管增生也会导致炎症细胞的浸润增多而加速炎症反应28o骨关节炎与类风湿性关节炎中的FLS还通过促进破骨细胞生成和抑制骨修复而导致骨侵蚀29o破骨细胞形成的关键介质是NF-B受体活化因子酉己体(receptoractivatorofnuclearfactor-kappaBligand,RANKL),它

14、通过与NF-B受体活化因子(receptoractivatorofnuclearfactor-kBzRANK)的结合，直接诱导破骨细胞前体的分化成熟，并促使成熟的破骨细胞吸收骨组织。RANKL的功能受到破骨细胞抑制因子(Osteoclastogenesisinhibitoryfactor,OPG)的竞争性调控300为了探讨FLS中RANKL表达对破骨细胞生成的直接作用研究者使用FLS特异性RANKL敲除小鼠模型，发现胶原诱导的关节炎模型中破骨细胞生成和骨侵蚀明显减少。研究者还证明了在软骨细胞或T细胞中特异性敲除RANKL对炎症性关节炎期间破骨细胞生成、骨侵蚀和软骨破坏没有影响30LCroft等

15、31发现在血清转移诱导的关节炎模型中，增生的FLS也表达出较高的RANKL水平,同时羟基磷灰石基质的吸收显著增加。滑膜中募集的间充质干细胞又被称为滑膜衍生基质细胞。研究者通过比较健康受试者和骨关节炎病人滑膜衍生基质细胞诱导正常外周血单个核细胞(peripheralbloodmononuclearcell,PBMC汾化为破骨细胞的能力，发现两种滑膜衍生基质细胞均刺激PBMC形成破骨细胞。其中健康受试者的滑膜衍生基质细胞与PBMC的TranSWeIl共培养产生的破骨细胞样细胞不活跃,而骨关节炎衍生的滑膜衍生基质细胞刺激PBMC分化为活跃的破骨细胞并介导软骨的损伤320四、滑膜增生的信号调控通路(一

16、)类风湿性关节炎滑膜增生的信号调控通路RANKL/NF-KB通路被认为在类风湿性关节炎滑膜细胞增殖中发挥重要作用330Zhou等34分别通过MTT和TUNEL实验验证了RANKL抑制剂对于体外培养FLS的抑制增殖和促凋亡作用。为了进一步研究RANKL抑制剂影响FLS存活的机制，研究者对NF-B和caspase-3的mRNA和蛋白水平进行了检测。检测结果显示，RANKL抑制剂明显降低了它们的表达水平。这说明RANKL抑制剂可能通过抑制NF-KB信号通路来抑制FLS的增殖并促进凋亡。在关节炎中，各种分子或理化因素通过相应信号通路调节成纤维细胞样滑膜细胞的增殖、凋亡、自噬与铁死亡等细胞事件(绘图作者：刘海港)酸敏感离子通道Ia(acid-sensingionchannel1a,ASIC1a)被报道通过