第一部分：Kdm6b在软骨细胞分化及成熟过程中的功能研究软骨是人或脊椎动物体内一种重要的结缔组织。从发育生物学角度来看,软骨细胞是由聚集的间充质细胞分化而来。分化而来的软骨细胞快速增殖并且分泌大量软骨特异的细胞外基质,包括二型胶原和硫酸蛋白聚糖,进而形成软骨组织。这时的软骨组织一方面作为软骨内成骨的模板,另一发面形成特化的关节表面软骨,承担着重要的力学支撑作用。目前对成软骨生理现象研究的文章大多集中于各种信号通路的精细调控与相互作用。表观遗传学是指在基因的DNA序列不发生改变的情况下,基因的表达水平和功能发生改变,并产生可遗传的表型,包括DNA甲基化修饰、非编码RNA调控、组蛋白修饰、染色质重塑、基因组印记等。那么表观遗传学在成软骨过程是否发挥着一定的作用呢?本研究首先利用间充质干细胞体外成软骨的模型筛选了许多组蛋白去甲基化酶,发现Kdm6b (Jmjd3)在成软骨过程中显著上调,这提示Kdm6b可能参与成软骨生理过程。为了验证Kdm6b在成软骨过程中的作用,我们构建了Kdm6b敲降的间充质干细胞,然后进行成软骨体外分化,发现敲降Kdm6b后,成软骨能力减弱,说明Kdm6b对软骨细胞的分化是必需的。同时,体内Col2a1-CreERT2; Kdm6bf/f系统也显示,在早期发育过程中,敲除Kdm6b会抑制软骨的增殖和成熟过程。第二部分：Kdm6b在软骨细胞稳态维持及骨关节炎中的作用研究骨关节炎(Osteoarthritis, OA)是中老年人口中最常见的关节疾病,也是慢性残疾的主要原因。OA主要病症包括关节软骨降解,滑膜炎症,软骨下骨硬化,韧带半月板的降解以及关节囊的肥大等。Kdm6b (Jmjd3)是一种特异性的H3K27me3去甲基化酶,可以抵消polycomb介导的转录抑制作用。有研究报道,Kdm6b-/-小鼠表型为软骨内成骨过程受阻,小鼠肢体发育不全,同时肺功能发育不全,出生后不久致死。因此,Kdm6b在OA发生与发展过程中的作用的相关研究属于空白。本研究首先分别检测了人和小鼠OA软骨样本及正常软骨样本中Kdm6b的表达量,我们发现OA软骨中Kdm6b的表达量显著降低,提示Kdm6b可能参与OA的发生与发展。为了验证Kdm6b在OA进展中的作用,我们通过制造小鼠内侧半月板不稳(DMM)构建了小鼠OA模型,同时分别利用Kdm6b shRNA’慢病毒关节腔注射方式以及Col2a1-CreERT2; Kdm6bf/f软骨特异性条件敲除Kdm6b系统改变关节软骨Kdm6b表达量。术后对小鼠膝关节软骨的组织学检测发现,Kdm6b敲降组的OA进展明显较对照组严重,OARSI评分也明显高于对照组。