骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成軟骨分化機(jī)制研究進(jìn)展

謝犇 秦慶慶 楊杜斌 王一坤 陽(yáng)慶林 王勇平

1蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院（蘭州 730000）

2蘭州大學(xué)第一醫(yī)院骨科（蘭州 730000）

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（bone mesenchymal stem cells，BMSCs）是一種未充分分化的類中胚層細(xì)胞，在特定條件下可分化為成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、心肌細(xì)胞、肝細(xì)胞、神經(jīng)元等，由于其具有取材方便、對(duì)機(jī)體損傷小、免疫原性小等優(yōu)點(diǎn)，已作為組織工程學(xué)中重要的種子細(xì)胞被廣泛應(yīng)用于科研與臨床[1]。軟骨組織屬于結(jié)締組織，其內(nèi)缺乏血管、神經(jīng)和淋巴系統(tǒng)，由細(xì)胞外基質(zhì)與分散其間的軟骨細(xì)胞共同構(gòu)成。隨著人口老齡化的發(fā)展，軟骨病變和骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病率的升高，極大程度上增加了臨床和社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。然而，關(guān)節(jié)軟骨損傷自我修復(fù)力卻非常有限，并且BMSCs成軟骨細(xì)胞分化過(guò)程易發(fā)生肥大變性進(jìn)而導(dǎo)致纖維軟骨的生成，這使得軟骨相關(guān)疾病的治療成了世界性難題[2]。使用BMSCs并誘導(dǎo)其向軟骨細(xì)胞分化是組織工程學(xué)的一種新的治療方法并被逐步應(yīng)用于臨床[3]。物理、藥物、蛋白質(zhì)、細(xì)胞因子、RNA、基因等多種影響因素可通過(guò)不同的信號(hào)通路影響B(tài)MSCs成軟骨分化。本文采用“骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞”、“軟骨細(xì)胞”、“軟骨分化”、“信號(hào)通路”作為中文檢索詞，“bone marrow mesenchymal stem cell”、“cartilage”、“Cartilage differentiation”、“Sig-naling pathway”作為英文檢索詞，檢索中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)、維普、Pubmed、Web Of Science數(shù)據(jù)庫(kù)2011年至今的文獻(xiàn)，總結(jié)分析BMSCs成軟骨分化過(guò)程涉及的信號(hào)通路及相關(guān)調(diào)控因素，為相關(guān)科研與臨床提供參考。

1 Wnt/β-catenin信號(hào)通路

Wnt/β-catenin信號(hào)通路是Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的一種，Wnt是一種分泌型糖蛋白，可與細(xì)胞表面特異性受體相互作用，通過(guò)一系列過(guò)程引起β-catenin的累積，β-catenin是一種多功能的蛋白質(zhì)，游離的β-catenin可進(jìn)入細(xì)胞核進(jìn)一步調(diào)控相應(yīng)基因的表達(dá)[4]。藥物、蛋白質(zhì)、細(xì)胞因子、RNA等因素可通過(guò)影響Wnt/β-catenin信號(hào)通路調(diào)控BMSCs成軟骨分化。Yu等[5]發(fā)現(xiàn)使用雷奈酸鍶（SrR）誘導(dǎo)后大鼠BMSCs有較強(qiáng)的軟骨生成能力，并且SrR可逆轉(zhuǎn)β-catenin激動(dòng)劑氯化鋰（LiCl）所引起的抑制軟骨生成作用，這說(shuō)明SrR可通過(guò)抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路進(jìn)而促進(jìn)BMSCs向軟骨分化。汪建樣等[6]通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)淫羊藿素（icaritin，ICT）可促進(jìn)BMSCs中蛋白多糖（aggrecan）、Ⅱ型膠原（Colla-gen，COL-Ⅱ）、β-catenin及前體mRNA的表達(dá)，這表明ICT可能通過(guò)激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路促進(jìn)大鼠BMSCs體外成軟骨分化。Rojas等[7]發(fā)現(xiàn)Wnt/β-catenin信號(hào)通路抑制劑Dickkopf相關(guān)蛋白1（dickkopf-related protein 1，DKK1）可通過(guò)阻斷Wnt/β-catenin通路刺激關(guān)節(jié)軟骨標(biāo)志物COL2A1和糖胺聚糖（glycosaminogly-can，GAG）的表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)BMSCs成軟骨分化。Deshmukh等[8]的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新型小分子物質(zhì)SM04690可通過(guò)抑制Wnt/β-catenin通路促進(jìn)大鼠骨關(guān)節(jié)炎（osteo-arthritis，OA）模型軟骨生成，抑制關(guān)節(jié)破壞。Fu等[9]使用不同濃度的骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）-7作用于兔BMSCs，結(jié)果顯示BMP-7可刺激糖原合成酶激酶（glycogen synthase kinase，GSK）-3β磷酸化，增加β-catenin、堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）和Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2（runt-relat-ed transcription factor 2，Runx2）的表達(dá)，并且這種作用可被β-catenin信號(hào)通路抑制劑XAV-939抵消。以上結(jié)果表明BMP-7可能通過(guò)Wnt/β-catenin通路誘導(dǎo)兔BMSCs成軟骨分化。Lu等[10]分別在常氧和低氧條件下，添加轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（transforming growth factor，TGF）-β3誘導(dǎo)大鼠BMSCs，發(fā)現(xiàn)低氧條件下BMSCs高表達(dá)COL-Ⅱ、aggrecan及其前體mRNA，并且β-catenin表達(dá)量下降，這表明在低氧環(huán)境下TGF-β3促進(jìn)BMSCs成軟骨分化的能力可能與抑制Wnt/β-catenin通路有關(guān)。Melnik等[11]通過(guò)比較人關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞及肥大軟骨細(xì)胞中miRNA的表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)miR-218在人BMSCs成軟骨分化過(guò)程中靶向促進(jìn)肥大標(biāo)志物MEF2C、X型膠原蛋白α1鏈（COL10A1）和Runx2的表達(dá)來(lái)達(dá)到抗肥厚作用，并且這種作用可被Wnt/β-catenin信號(hào)通路的激活而抵消，這表明miR-218可能通過(guò)抑制Wnt/βcatenin信號(hào)通路進(jìn)而促進(jìn)人BMSCs成軟骨分化。Li等[12]的研究發(fā)現(xiàn)外泌體來(lái)源miR-8485沉默損害了外泌體誘導(dǎo)的促BMSCs成軟骨分化作用，且miR-8485可激活Wnt/β-catenin通路，這說(shuō)明miR-8485可能通過(guò)Wnt/β-catenin通路調(diào)控BMSCs軟骨分化。Huang等[13]發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染miR-26b小干擾RNA（siRNA）增強(qiáng)了BMSCs的體外軟骨分化，并上調(diào)了aggrecan、COL-Ⅱ等軟骨形成相關(guān)標(biāo)記分子的表達(dá)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)miR-26b可直接靶向抑制Wnt的3’非翻譯區(qū)。這些結(jié)果表明miR-26b可能通過(guò)靶向Wnt/β-catenin信號(hào)通路抑制BMSCs體外軟骨分化過(guò)程。Zhang等[14]使用miR-410轉(zhuǎn)染OA患者BMSCs后發(fā)現(xiàn)COL-Ⅱ、軟骨相關(guān)基因性別決定區(qū)Y框蛋白9（sex-determining region Y box protein 9，Sox9）、aggrecan和透明質(zhì)酸合酶2（Has2）的表達(dá)增加，Wnt3a蛋白表達(dá)降低，以上結(jié)果表明miR-410可直接靶向Wnt3a觸發(fā)Wnt/β-catenin信號(hào)通路促進(jìn)BMSCs成軟骨分化。

2 BMP/Smad信號(hào)通路

骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）是存在于骨基質(zhì)中的酸性糖蛋白，細(xì)胞外BMP配體與Ⅱ型受體結(jié)合后，使得Ⅰ型受體磷酸化，從而導(dǎo)致Smad家族磷酸化，磷酸化Smad蛋白（R-Smads）與Smad4結(jié)合，形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，轉(zhuǎn)位進(jìn)入細(xì)胞核進(jìn)一步調(diào)控相應(yīng)基因的表達(dá)[15]。蛋白質(zhì)、細(xì)胞因子等因素可通過(guò)影響B(tài)MP/Smad信號(hào)通路進(jìn)而調(diào)控BMSCs成軟骨分化。Zhang等[16]通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)間隙連接蛋白（Cx43）可通過(guò)BMP信號(hào)通路促進(jìn)BM-SCs成軟骨分化。Lee等[17]使用曲古菌素A（trichostatin，TSA）誘導(dǎo)人BMSCs成軟骨分化過(guò)程，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)TSA可導(dǎo)致軟骨標(biāo)記物（Sox9、aggrecan和COL2A1）的基因表達(dá)降低，而BMP4和成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體（FGFR）3的表達(dá)升高，這說(shuō)明，TSA可能通過(guò)BMP信號(hào)通路抑制人BMSCs成軟骨分化。Zhou等[18]使用Smad通路激活劑kartogenin（KGN）誘導(dǎo)BMSCs，發(fā)現(xiàn)KGN可通過(guò)激活BMP/Smad通路誘導(dǎo)內(nèi)源性BMSCs選擇性分化為軟骨細(xì)胞，促進(jìn)軟骨的再生。Pfeifer等[19]使用TGF-β、地塞米松、BMP4及TGF-β抑制劑刺激BMSCs成軟骨分化過(guò)程，結(jié)果表明BMSCs成軟骨分化的增強(qiáng)效果是通過(guò)激活促肥厚的BMP信號(hào)和減少抗肥厚的TGF-β信號(hào)兩種機(jī)制共同實(shí)現(xiàn)的。Ying等[20]通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)高表達(dá)TGF-β1的BMSCs含有更多的GAG及COL-Ⅱ，TGF-β1可修復(fù)軟骨缺損，且可能與Smad信號(hào)通路和Hippo信號(hào)通路密切相關(guān)。

3 MAPK信號(hào)通路

絲裂原活化蛋白激酶（mitogen activation protein kinase，MAPK）信號(hào)通路共有四個(gè)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，包括細(xì)胞外信號(hào)相關(guān)激酶（extracellular signal-related kinase，ERK）1/2、Jun氨基末端激酶（Jun N-terminal kinase，JNK）1/2/3、p38 MAPK和ERK5。物理、藥物、細(xì)胞、細(xì)胞因子、RNA、基因等因素可通過(guò)影響MAPK信號(hào)通路進(jìn)而調(diào)控BMSCs成軟骨分化。Rieder等[21]通過(guò)增強(qiáng)軟骨細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中活性氧（reactive oxygen species，ROS）水平發(fā)現(xiàn)ROS水平的增加抑制了GAG和COL-Ⅱ的形成，ROS激活了包括PI3K/AKT和MAPK/ERK在內(nèi)的信號(hào)通路，這表明ROS可能通過(guò)MAPK信號(hào)通路抑制BMSCs成軟骨分化。Kadir等[22]使用含電紡纖維的培養(yǎng)基誘導(dǎo)BMSCs軟骨分化過(guò)程，結(jié)果表明電紡纖維可能通過(guò)ERK和FAK信號(hào)通路促進(jìn)BMSCs成軟骨分化。Qi等[23]的研究發(fā)現(xiàn)高糖（high glucose，HG）可導(dǎo)致p38 MAPK磷酸化并且顯著抑制COL-Ⅱ和aggrecan的表達(dá)，而這一作用可被p38 MAPK抑制劑SB203580減弱，以上結(jié)果表明HG可能通過(guò)MAPK信號(hào)通路抑制BMSCs成軟骨分化。Cao等[24]使用花椒毒素（xanthotox-in，XAT）治療骨關(guān)節(jié)炎后，發(fā)現(xiàn)XAT抑制了Runx2等軟骨肥大標(biāo)志物的表達(dá)，并且降低了p38 MAPK的活化，這表明XAT可能通過(guò)MAPK通路維持再生軟骨的軟骨細(xì)胞表型。Ye等[25]使用內(nèi)源性的生長(zhǎng)激素促分泌受體配體Ghrelin誘導(dǎo)大鼠BMSCs軟骨分化過(guò)程，研究發(fā)現(xiàn)Ghrelin可促進(jìn)ERK1/2、p38、JNK的磷酸化狀態(tài)以及COL-Ⅱ的表達(dá)水平，這表明Ghrelin促進(jìn)BMSCs成軟骨分化主要是通過(guò)ERK1/2途徑實(shí)現(xiàn)的。Qiong等[26]使用滑膜間充質(zhì)干細(xì)胞（synovial mesenchymal stem cells，SMSCs）刺激大鼠BMSCs成軟骨分化過(guò)程，發(fā)現(xiàn)MAPK信號(hào)通路被激活，aggrecan、Sox9和COL2A1等軟骨生成標(biāo)志物的表達(dá)均被上調(diào)，這表明SMSCs可能通過(guò)激活MAPK信號(hào)通路促進(jìn)大鼠BMSCs成軟骨分化。Wang等[27]通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)丙酮酸脫氫酶激酶（pyru-vate dehydrogenase kinase，PDK）2可增強(qiáng)所有軟骨生成標(biāo)志物的mRNA表達(dá)，同時(shí)促進(jìn)JNK、p38 MAPK和ERK mRNA和蛋白表達(dá)，以上發(fā)現(xiàn)表明PDK2可能通過(guò)MAPK通路促進(jìn)BMSCs成軟骨分化。楊海杰等[28]發(fā)現(xiàn)在BMSCs體外向軟骨細(xì)胞分化過(guò)程中，白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-6基因表達(dá)水平下調(diào)，重組IL-6可誘導(dǎo)MAPK/ERK信號(hào)通路活化并降低Runx2和Sox9的表達(dá)，而加入ERK信號(hào)通路特異性阻斷劑后Runx2和Sox9的表達(dá)恢復(fù)正常，以上結(jié)果表明IL-6可能通過(guò)激活MAPK信號(hào)通路抑制BMSCs成軟骨分化。Yang等[29]發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)鏈非編碼RNA（lncRNA）SNHG5可以通過(guò)miR-23a-3p抑制BMSCs軟骨分化轉(zhuǎn)錄因子Sox6/Sox5的表達(dá)，并且lncRNA SNHG5過(guò)表達(dá)可激活JNK/MAPK/ERK通路，以上發(fā)現(xiàn)說(shuō)明lncRNA SNHG5可能通過(guò)JNK/MAPK/ERK通路靶向Sox6/Sox5抑制人BMSCs成軟骨分化。班彤彤等[30]發(fā)現(xiàn)Jag1基因敲除小鼠早期軟骨細(xì)胞及肥大軟骨細(xì)胞數(shù)量下降，并伴有ERK1/2蛋白磷酸化水平下降及JNK蛋白磷酸化水平上升，這表明Jag1基因敲除可通過(guò)抑制ERK1/2信號(hào)通路，激活JNK信號(hào)通路共同抑制小鼠BMSCs軟骨分化。

4 PI3K/AKT信號(hào)通路

磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-ki-nase，PI3K）可分為3類，I類目前研究比較廣泛，由調(diào)控亞基p85和催化亞基p110組成。PI3K募集到活化的受體后，磷脂酰肌醇-4，5二磷酸（PIP2）被p110亞基磷酸化，形成磷脂酰肌醇-3，4，5三磷酸（PIP3），PIP3進(jìn)一步影響AKT信號(hào)通路進(jìn)而調(diào)控BMSCs成軟骨分化[31]。蛋白質(zhì)、細(xì)胞因子等因素可通過(guò)影響PI3K/AKT信號(hào)通路進(jìn)而調(diào)控BMSCs成軟骨分化。Zhang等[32]通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)4-氨基聯(lián)苯（aminobphenyl，ABP）可在體外誘導(dǎo)小鼠BMSCs向軟骨分化和增殖，促進(jìn)軟骨修復(fù)，同時(shí)激活PI3K/AKT通路。Lu等[33]研究了神經(jīng)生長(zhǎng)因子（nerve growth factor，NGF）對(duì)BMSCs成軟骨分化的作用，發(fā)現(xiàn)經(jīng)NGF處理后纖維軟骨標(biāo)志物I型膠原和終末軟骨細(xì)胞分化的關(guān)鍵蛋白R(shí)unx2的表達(dá)明顯降低，這表明NGF具有軟骨特異性，其潛在機(jī)制顯示NGF可能通過(guò)結(jié)合其特異性受體激活PI3K/AKT和MAPK/ERK信號(hào)通路促進(jìn)BMSCs成軟骨分化。Wei等[34]發(fā)現(xiàn)Atst-trin蛋白可刺激軟骨生成，并加速軟骨修復(fù)，其作用主要是通過(guò)腫瘤壞死因子受體2啟動(dòng)AKT信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的。Wu等[35]使用自噬γ-氨基丁酸受體相關(guān)蛋白聯(lián)合BMSCs衍生分化軟骨細(xì)胞治療大鼠OA模型，發(fā)現(xiàn)其可抑制PI3K/AKT/mTOR通路并顯著提高了COL-Ⅱ和Sox9的水平。Yang等[36]的實(shí)驗(yàn)表明IL-8可通過(guò)PI3k/AKT信號(hào)通路在體內(nèi)和體外促進(jìn)人BMSCs成軟骨分化。

5 TGF-β信號(hào)通路

轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF）-β家族包含30多種結(jié)構(gòu)相關(guān)蛋白質(zhì)，配體通過(guò)細(xì)胞表面Ⅰ型受體和Ⅱ型受體結(jié)合形成復(fù)合物，隨后信號(hào)可通過(guò)Smad信號(hào)通路傳遞，還可以通過(guò)Ⅱ型受體和Ⅰ型受體相互作用激活“非Smad信號(hào)通路”。此外，TGF-β也可與BMP受體結(jié)合激活MAPK和P13K通路[37]。物理、蛋白質(zhì)、RNA等因素可通過(guò)影響TGF-β信號(hào)通路進(jìn)而調(diào)控BMSCs成軟骨分化。Chen等[38]的實(shí)驗(yàn)表明使用脈沖磁場(chǎng)（pulsed magnet field，PMF）可上調(diào)Sox9和COL2A1等軟骨標(biāo)記物的表達(dá)，并通過(guò)激活TGF-β/Smad信號(hào)通路改善BMSCs的軟骨生成。Ye等[39]使用柚皮苷聯(lián)合BMSCs治療兔軟骨缺損模型，發(fā)現(xiàn)其在關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)修復(fù)和軟骨質(zhì)量方面均表現(xiàn)出滿意的治療效果，同時(shí)COL-Ⅱ蛋白表達(dá)水平升高，TGF-β3和Sox9的免疫染色增強(qiáng)，這表明Nar可能通過(guò)激活并持續(xù)調(diào)控TGF-β信號(hào)通路增強(qiáng)BMSCs成軟骨分化。Zhao等[40]使用TGF-β通路抑制劑Repsox刺激牛BMSCs，發(fā)現(xiàn)Repsox減弱了BMSCs的軟骨分化，并伴有TGF-β通路中Smad2的表達(dá)量的減少和Smad3/4的表達(dá)量的增加。Anderson等[41]發(fā)現(xiàn)在人BMSCs體外軟骨形成過(guò)程過(guò)表達(dá)miR-483可使軟骨細(xì)胞特異性基因的表達(dá)水平和軟骨基質(zhì)的產(chǎn)生降低，并且TGF-β通路成員Smad4的表達(dá)水平下調(diào)，這表明miR-483可能通過(guò)TGF-β信號(hào)通路抑制BMSCs成軟骨分化。Ander-son等[41]發(fā)現(xiàn)肥大軟骨細(xì)胞中miR-483的表達(dá)相對(duì)于增殖和分化軟骨細(xì)胞顯著降低，在人BMSCs中過(guò)表達(dá)miR-483后發(fā)現(xiàn)軟骨細(xì)胞基因表達(dá)和軟骨基質(zhì)的產(chǎn)生降低，并且Smad4蛋白表達(dá)水平下調(diào)，以上結(jié)果表明miR-483可能通過(guò)抑制TGF-β信號(hào)通路進(jìn)而抑制人BMSCs成軟骨分化。

6 Notch信號(hào)通路

Notch信號(hào)通路由Notch受體、配體、轉(zhuǎn)錄因子及下游靶基因組成。當(dāng)配體被激活后，Notch蛋白會(huì)經(jīng)歷兩次蛋白水解裂解，釋放出細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)域（NICD）進(jìn)入細(xì)胞核與DNA結(jié)合蛋白以及共激活因子相互作用，進(jìn)而促進(jìn)靶基因的轉(zhuǎn)錄以達(dá)到調(diào)控BMSCs成軟骨分化的作用[42]。Zhang等[43]使用Notch抑制劑（DAPT）聯(lián)合p38MAPK抑制劑（SB203580）治療兔膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)軟骨缺損，發(fā)現(xiàn)軟骨細(xì)胞恢復(fù)情況有明顯改善，關(guān)節(jié)軟骨空腔率明顯降低，軟骨細(xì)胞的吸光度值明顯升高，這表明抑制Notch/p38 MAPK信號(hào)通路可促進(jìn)BMSCs成軟骨分化。張永強(qiáng)等[44]的實(shí)驗(yàn)表明肝X受體的激活可修復(fù)丙泊酚引起的BMSCs抑制作用，并且可被Notch通路抑制劑所阻斷，這表明肝X受體可能通過(guò)Notch信號(hào)通路促進(jìn)BMSCs成軟骨分化。

7 NF-κB信號(hào)通路

核因子（Nuclear factor，NF）-κB是一種可誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子，NF-κB二聚體通過(guò)與抑制性IκB蛋白相互作用存在于細(xì)胞質(zhì)中，受到刺激后IκB被IκB激酶磷酸化，并被蛋白酶體降解，游離的NF-κB復(fù)合物可移位到細(xì)胞核，與核內(nèi)DNA上的特異序列相結(jié)合，促進(jìn)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄達(dá)到調(diào)控BMSCs成軟骨分化的作用[45]。物理、蛋白質(zhì)、RNA等因素可通過(guò)影響NF-κB信號(hào)通路進(jìn)而調(diào)控BMSCs成軟骨分化。Liao等[46]使用低強(qiáng)度脈沖超聲（low-intensity pulsed ultrasound，LIPUS）介導(dǎo)BMSCs來(lái)源的外泌體，發(fā)現(xiàn)LIPUS可促進(jìn)軟骨再生，增加軟骨細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)合成，抑制炎癥反應(yīng)，并抑制NF-κB通路的激活，這表明LIPUS可通過(guò)抑制NF-κB信號(hào)通路促進(jìn)BMSCs成軟骨分化。Jiang等[47]發(fā)現(xiàn)不同硬度的新型靜電紡絲（PC）可分別在體內(nèi)外誘導(dǎo)BMSCs軟骨分化，并且可特異性阻斷NF-κB信號(hào)通路進(jìn)而抑制炎癥反應(yīng)，這表明PC可能通過(guò)阻斷NF-κB信號(hào)通路促進(jìn)BMSCs成軟骨分化。胡涂[48]的研究發(fā)現(xiàn)硫酸鎂可通過(guò)抑制NF-κB信號(hào)通路的活化調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的極化及其炎性細(xì)胞因子釋放，進(jìn)而形成良好的免疫環(huán)境以促進(jìn)BMSCs的成軟骨分化。程鵬等[49]通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)GSK-3β抑制劑氯化鋰（LiCl）可升高炎性環(huán)境中BMSCs的GAG含量以及Sox9、COL-2a、aggrecan的mRNA表達(dá)水平，并使NF-κB蛋白表達(dá)增多，這說(shuō)明LiCl可能通過(guò)抑制NF-κB通路促進(jìn)BMSCs在炎性環(huán)境下成軟骨分化。Tao等[50]研究了人BMSCs來(lái)源的外泌體miR-361-5p在OA中的作用，發(fā)現(xiàn)miR-361-5p可能通過(guò)抑制NF-κB信號(hào)通路影響B(tài)MSCs成軟骨分化，減輕軟骨細(xì)胞損傷。Sun等[51]發(fā)現(xiàn)miR-320c的表達(dá)在人BMSCs成軟骨分化的中期增加，晚期減少；細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶（cyclin-dependent kinases，CDK）6的表達(dá)在人BMSCs軟骨分化的中期下降，在晚期上升，且miR-320c與CDK6 mRNA的3’端結(jié)合調(diào)節(jié)CDK6的表達(dá)進(jìn)而調(diào)節(jié)NF-κB信號(hào)通路，以上結(jié)果表明CDK6和miR-320c可通過(guò)NF-κB信號(hào)通路共同調(diào)控人BMSCs成軟骨分化。

8 Rho/ROCK1信號(hào)通路

Rho-GTP酶類（Rho-GTPases）是Ras同源蛋白家族之一，Rho-GTPases的三個(gè)被熟知的成員是RhoA、Rac1和Cdc42；Rho相關(guān)蛋白激酶（Rho-associated ki-nase，ROCK）屬于絲氨酸/蘇氨酸激酶家族。RhoA作用于ROCK以達(dá)到調(diào)控BMSCs成軟骨分化的作用[52]。楊自權(quán)等[53]通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)等軸周期性牽張應(yīng)變刺激可升高小鼠BMSCs成軟骨分化過(guò)程中GAG的分泌量及Sox9、COL-ⅡmRNA表達(dá)量，而降低ROCK1 mRNA表達(dá)量，這說(shuō)明等軸周期性牽張應(yīng)變刺激可能通過(guò)抑制Rho/ROCK1信號(hào)通路進(jìn)而促進(jìn)BMSCs成軟骨分化。

9 其他信號(hào)通路

除上述信號(hào)通路外，國(guó)內(nèi)外研究還表明Hedgehog信號(hào)通路、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子（signal transduc-tion and activator of transcription，STAT）3信號(hào)通路、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（fibroblast growth factor，F(xiàn)GF）/FGFR2信號(hào)通路、印度豪豬蛋白（indian hedgehog，IHH）/甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白（parathyroid hormone-re-lated protein，PTHrp）信號(hào)通路及Rac1信號(hào)通路也可能參與調(diào)控BMSCs成軟骨分化[54-56]，但目前對(duì)這些信號(hào)通路及相關(guān)調(diào)控機(jī)制研究較少。

10 總結(jié)與展望

綜上所述，BMSCs成軟骨分化過(guò)程涉及許多信號(hào)通路，多種影響因素可通過(guò)這些信號(hào)通路對(duì)BMSCs成軟骨分化產(chǎn)生正向或負(fù)向的調(diào)控，其過(guò)程極為復(fù)雜，復(fù)雜性主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：1.各種信號(hào)通路并非互相獨(dú)立，它們通過(guò)細(xì)胞因子、蛋白質(zhì)等物質(zhì)相互連接形成復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；2.一種信號(hào)通路可被多種影響因素調(diào)控，最終產(chǎn)生的效應(yīng)因作用靶點(diǎn)以及具體機(jī)制的差異而不同；3.同一種影響因素可作用于多種信號(hào)通路，使得多種信號(hào)通路在不同空間及時(shí)間被激活，最終達(dá)到調(diào)控BMSCs成軟骨分化過(guò)程。目前對(duì)于大多數(shù)信號(hào)通路的調(diào)控機(jī)制已經(jīng)有了初步的認(rèn)識(shí)，且不斷有研究發(fā)現(xiàn)新的調(diào)控機(jī)制及作用靶點(diǎn)，但由于BMSCs成軟骨分化過(guò)程涉及大量影響因素及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，多種調(diào)控因素的具體作用靶點(diǎn)及其對(duì)整個(gè)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的整體作用研究仍不明了，且大多數(shù)研究停留在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)水平。如何通過(guò)某一影響因素精準(zhǔn)調(diào)控BMSCs成軟骨分化并應(yīng)用于臨床是當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展及基礎(chǔ)研究的不斷推進(jìn)，對(duì)BMSCs成軟骨分化過(guò)程調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知會(huì)逐步清晰，進(jìn)而達(dá)到精準(zhǔn)干預(yù)其過(guò)程的程度，這將為軟骨病變和骨關(guān)節(jié)炎等疾病帶來(lái)新的、更有效的治療方式。