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目的:骨关节炎（OA）是一种关节慢性的退行性病变,主要是由于衰老、外伤、肥胖、关节畸形或者关节先天性异常等诸多因素引起。骨关节炎致病因素亦往往并不单一,而常是多种因素共同作用导致。骨关节炎病理改变主要表现为关节软骨进行性破坏、滑膜肥厚、滑膜细胞慢性炎性增生、关节软骨下骨反应性增生等等。骨关节炎主要集中于50以上中老年人,好发部位尤其是膝关节、髋关节等这类负重程度大的关节,临床上更是以膝关节最常见。这些关节承受长期过度的负担最终都可以导致退行性损害。临床症状主要为慢性的关节疼痛、关节肿胀、关节僵硬、活动能力受限制甚至关节畸形导致致残等等。其原因可能与雌激素、衰老、体重增加、关节负担过度等因素密切相关。据1990年WHO统计,膝骨关节炎在致残疾病谱中位列11位,且在不断上升,目前膝骨关节炎为全球第二的高致残率疾病。数据已经表明,全世界罹患膝骨关节炎的人数多达4亿人。中国超过60岁的老年人群中膝骨关节炎的患病率占比高达半数,75岁以上的老年人群患病率更是达到了80%。中老年人群中骨关节炎不仅发病率高,致残率亦极高。中国超过50岁的中老年人群中的膝骨关节炎里,致残率极高,已经超过半数。骨关节炎导致的慢性疼痛和肢体功能障碍的危害程度已经大于心脑血管疾病。由于缺少早期诊断和监测该疾病发展过程的特异性生物标记物或药物靶点,大多数的患者在确诊时已经处于中晚期,内科治疗效果均不佳,严重影响生活质量,最终都需要行关节置换手术才能彻底根除症状,给患者家庭和社会都带来巨大心理压力和经济负担。因此,对于骨关节炎患者而言,提高早期诊断的成功率,同时寻找分子治疗靶点,对提高骨关节炎的诊断与治疗具有非常重要的意义。此文章应用生物信息学方法筛选骨关节炎差异基因,选取CXCL2为目的基因,研究探讨CXCL2在骨关节炎患者和正常人中的表达情况以及CXCL2对骨关节炎滑膜细胞增殖凋亡的影响和可能的通路机制。研究方法:1.生物信息学方法筛选骨关节炎差异基因,选取CXCL2为目的基因。2.Western blot,qRT-PCR方法检测人骨关节炎滑膜组织与正常骨关节滑膜组织中CXCL2的表达情况。3.用IL-1β（0,2,5,10ng/ml）四个浓度诱导人正常成纤维样滑膜细胞系（HFLS）24h建立炎症模型,最终选取IL-1β（10ng/ml）建立体外炎症细胞系,Western blot检测其炎症指标IL-6的表达情况,CCK8检测细胞活力。4.Western blot检测IL-1β（10ng/ml）诱导的滑膜炎症模型中CXCL2、骨关节炎效应因子COX-2、MMP-13以及p38、JNK、IKBa的表达情况。5.建立转染细胞系,Western blot,qRT-PCR方法检测CXCL2感染效果,荧光显微镜检测感染效率。6.后续实验设立四组（1）正常细胞组（NC组）;（2）IL-1β+siRNA-CXCL2组;（3）IL-1β+si-NC组;（4）IL-1β组。用CCK8检测滑膜细胞增殖情况,Annexin V/PI染色流式细胞学检测滑膜细胞凋亡情况。7.Western blot检测四组MAPK通路和NF-k B通路相关蛋白P38、P65和IKBa的表达情况。结果:1.GSE55235基因芯片数据分析了10例人骨关节炎滑膜组织样本和10例正常人滑膜组织样本,以|log2FC|＞1为筛选标准,共筛选出587个骨关节炎差异表达的基因,高表达差异基因421个,低表达差异基因166个。热图显示,与健康对照组相比,CXCL2在骨关节炎样本中显著高表达（P＜0.05）,KEGG通路分析显示与MAPK通路和NF-KB密切相关。2.人骨关节炎滑膜组织CXCL2 m RNA的表达量为人正常骨关节滑膜组织中CXCL2 m RNA表达量的2.1±0.31倍（P＜0.01）。人骨关节炎滑膜组织中CXCL2蛋白表达水平是人正常骨关节滑膜组织的2±0.28倍（P＜0.05）,提示CXCL2 m RNA和蛋白的表达水平在骨关节炎滑膜组织中与正常的骨关节滑膜组织相比明显升高。3.IL-1β（0,2,5,10ng/ml）四个浓度诱导建立炎症模型,Western blot检测IL-6的表达,在0ng/ml,2ng/ml,5ng/ml,10ng/ml的浓度下IL-6的表达呈梯度性增加（P＜0.001）。CCK8检测显示在10ng/ml浓度的IL-1β诱导下细胞的活性最低（P＜0.001）。4.Western blot提示IL-1β诱导的滑膜炎症模型中CXCL2、COX-2、MMP-13、p-p38、p-JNK、p-IKBa的表达显著高于正常滑膜细胞（P＜0.05）。5.IL-1β+siRNA-CXCL2组感染效率为90%±2.1%,IL-1β+si-NC组感染效率为83%±2.4%;IL-1β+siRNA-CXCL2组的CXCL2的蛋白表达水平显著低于IL-1β组与IL-1β+si-NC（P＜0.01）;IL-1β+siRNA-CXCL2组的CXCL2的m RNA表达水平显著低于IL-1β组与IL-1β+si-NC组（P＜0.05）。6.CCK8检测增殖提示IL-1β+siRNA-CXCL2组增殖速度显著低于IL-1β组与IL-1β+si-NC组（P＜0.01）;流式细胞仪检测提示IL-1β+siRNA-CXCL2组凋亡率6.4%,IL-1β组凋亡率3.9%,IL-1β+si-NC凋亡率4.6%,NC组凋亡率9.1%。IL-1β+siRNA-CXCL2组凋亡率显著高于IL-1β组与IL-1β+si-NC组（P＜0.01）。7.IL-1β+siRNA-CXCL2组的磷酸化的P38、P65和IKBa的蛋白表达水平显著低于IL-1β组与IL-1β+si-NC组（P＜0.05）,而总的P38和P65蛋白表达水平四组无明显差异。结论:1、人骨关节炎滑膜组织中CXCL2的表达显著高于人正常滑膜组织,CXCL2为促炎基因。2、IL-1β导致骨关节炎的机制是通过激活MAPK和NF-k B信号通路使人成纤维样滑膜细胞中CXCL2、骨关节炎效应因子COX-2、MMP-13和炎症指标IL-6的表达上调。3、抑制CXCL2的表达可以通过抑制MAPK和NF-k B信号通路来增强骨关节炎滑膜细胞抗增殖和促凋亡的能力。