瘦素通过CD44/JAK2/STAT3轴介导的软骨细胞凋亡促进肥胖相关骨关节炎进展
Leptin promotes obesity‑related osteoarthritis progression via CD44/JAK2/STAT3 axis‑mediated chondrocyte apoptosis
瘦素通过CD44/JAK2/STAT3轴诱导软骨细胞凋亡,从而促进肥胖相关骨关节炎进展。体外实验中瘦素刺激上调C28/I2软骨细胞CD44表达并激活JAK2/STAT3通路,JAK2抑制剂AG490或CD44敲低可阻断通路激活与凋亡,CD44过表达则重现促凋亡效应;大鼠模型证实瘦素给药后出现软骨退变、基质丢失和软骨细胞凋亡增加。
肥胖是骨关节炎最具影响且可干预的危险因素之一,它不仅增加胫股关节软骨的机械应力,还使非负重部位OA患病率升高,提示全身性代谢—炎症机制的参与[1]。脂肪组织来源的瘦素因此备受关注:瘦素及其受体Ob‑Rb在重度OA软骨中的表达显著高于病变较轻区域,滑液中瘦素水平也高于血清,体外实验显示瘦素抑制软骨细胞增殖并诱导IL‑1β及MMP‑9、MMP‑13的产生[2];它还可经NF‑κB和JNK通路促进人OA软骨合成NO、PGE2、IL‑6、IL‑8等促炎介质[3],并通过增强软骨细胞与滑膜成纤维细胞之间的对话放大肥胖状态下的IL‑6分泌[4]。2016年即有体外研究报道瘦素可经JAK2‑STAT3通路诱导软骨细胞凋亡[6],但瘦素信号如何衔接至下游通路、在整体层面能否成立,正是肥胖相关OA机制研究卡住的地方。
本研究从人软骨样本入手,证实瘦素与肥胖相关OA的关联,并对GEO数据集GSE85785进行分析。在C28/I2软骨细胞中,瘦素刺激显著上调CD44表达、激活JAK2/STAT3通路并诱导凋亡(TUNEL与流式细胞术检测);JAK2抑制剂AG490则显著抑制这一凋亡。关键的操纵实验显示,敲低CD44可阻断瘦素诱导的JAK2/STAT3激活与凋亡,而过表达CD44足以激活该通路并促进凋亡,说明CD44是瘦素信号的必经环节。大鼠在体实验进一步显示,外源给予瘦素可诱发OA表型:H&E与番红O‑固绿染色可见软骨退变和基质丢失,TUNEL显示软骨细胞凋亡增多,免疫荧光与免疫组化检出Leptin、CD44和STAT3的表达变化。
相对既往认识,本文把以往偏重促炎、促分解代谢的瘦素故事[2,3]向前推了一步:明确了CD44位于瘦素下游、JAK2/STAT3上游,串起“瘦素—CD44—JAK2/STAT3—软骨细胞凋亡—软骨退变”的完整链条,并通过基因敲低与过表达的双向验证以及大鼠模型,为此前主要停留在体外的凋亡证据补充了上下游关系和整体层面的支持。
当然,问题并未就此了结:摘要未阐明瘦素与CD44之间的直接分子关系,大鼠给予外源瘦素能否复现肥胖时的慢性全身环境也不清楚;更重要的是,在人群中干预这条通路能否延缓肥胖相关OA进展,仍是既往综述呼吁继续深挖的方向[5]。
- 1.Pro-inflammatory cytokines: The link between obesity and osteoarthritis · Cytokine Growth Factor Rev 2018
- 2.Differential expression of leptin and leptin's receptor isoform (Ob-Rb) mRNA between advanced and minimally affected osteoarthritic cartilage; effect on cartilage metabolism · Osteoarthritis Cartilage 2007
- 3.Leptin enhances synthesis of proinflammatory mediators in human osteoarthritic cartilage--mediator role of NO in leptin-induced PGE2, IL-6, and IL-8 production · Mediators Inflamm 2009
- 4.IL-6 secretion in osteoarthritis patients is mediated by chondrocyte-synovial fibroblast cross-talk and is enhanced by obesity · Sci Rep 2017
- 5.The role of leptin in osteoarthritis · Medicine (Baltimore) 2018
- 6.Leptin induces the apoptosis of chondrocytes in an in vitro ... · pubmed.ncbi.nlm.nih.gov 2026
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来源:文献与产业新闻 · pubmed.ncbi.nlm.nih.gov