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研究背景骨关节炎(Osteoarthriti,OA)是老年人常见的慢性退行性疾病,其主要临床特征是关节软骨的退化损伤,并伴有关节边缘和软骨下骨的增生。目前,随着社会老龄化问题的日益加剧,OA的发病率在不断上升。因此,如何预防和治疗OA、有效地保护软骨组织,已经成为临床亟需解决的问题。软骨细胞作为软骨组织中唯一的细胞类型,在软骨组织自稳态的维持以及软骨细胞外基质代谢的调节中起重要作用。CRYAB是热休克蛋白家族成员,具有抑制由于氧化、热激及其它环境压力所致的蛋白聚合作用,从而抑制细胞的凋亡、促进增殖。最新的研究发现,CRYAB可以对抗酪蛋白激酶II抑制剂诱导的软骨细胞凋亡从而保护大鼠关节软骨。然而,CRYAB在软骨发育及OA发生中的具体作用及机制尚需进一步深入研究。研究目的初步探讨CRYAB在关节软骨发育、软骨细胞增殖和细胞外基质稳态调节中的作用及分子机制,从而为OA发病机制的阐明提供实验依据,进而为OA的预防和治疗提供新的靶点。方法选取临床上33例股骨头骨折病人的正常软骨和50例OA病人的软骨,番红O染色确定软骨损伤情况,Real-time PCR和免疫组化检测CRYAB的表达情况。内侧半月板不稳术(destabilization of the medial meniscus,DMM)构建小鼠OA模型,进一步通过体内实验检测OA小鼠软骨中CRYAB的表达。分离人脐带间充质干细胞并诱导成软骨分化,检测软骨分化过程中CRYAB的表达;同时,免疫组化检测CRYAB在出生后3,10,20,42 d幼鼠软骨中的表达情况。在人原代软骨细胞中过表达和敲低CRYAB,CCK8实验检测CRYAB对细胞增殖的影响,流式细胞术检测CRYAB对细胞周期和凋亡的影响;Western blot检测凋亡相关因子Bax,Bcl2和Cleaved Caspase3的表达;Real-time PCR和Western blot分别检测细胞外基质主要成分Col2a1和Aggrecan(ACAN)以及基质降解关键酶ADAMTS5和MMP13的表达。结果CRYAB在OA患者及OA小鼠的软骨中表达下调。CRYAB在人脐带间充质干细胞成软骨分化过程中表达上调,且在小鼠出生后3,10,20和42 d的软骨发育过程中CRYAB的表达逐渐增多。过表达CRYAB促进原代软骨细胞的增殖、抑制软骨细胞的凋亡,但对细胞周期没有明显影响;反之,敲低CRYAB抑制原代软骨细胞的增殖、促进软骨细胞的凋亡。此外,过表达CRYAB还上调了ACAN和Col2a1的表达,抑制了MMP13和ADAMTS5的表达;而敲低CRYAB则下调了ACAN和Col2a1表达,促进MMP13和ADAMTS5的表达。结论(1)CRYAB在OA患者和OA小鼠的软骨组织中表达下调;(2)CRYAB参与了软骨发育过程;(3)CRYAB通过抑制Bcl2/Bax凋亡途径抑制软骨细胞的凋亡,CRYAB促进软骨细胞的增殖;(4)CRYAB参与调节软骨细胞外基质的稳态。以上结果表明,CRYAB参与了软骨发育过程并在OA的发生中发挥重要作用,提示CRYAB可能是OA预防和治疗的一个新的靶点。