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膝骨关节炎（KOA）的发病机制尚不完全明确。研究人员围绕机械应力过载下 Piezo1 对 KOA 滑膜炎症和纤维化的影响展开研究。结果发现，机械应力过载通过 Piezo1/NF-κB/NLRP3 信号级联促进滑膜炎症和纤维化。这为 KOA 治疗提供了新靶点和通路。
膝骨关节炎（Knee Osteoarthritis，KOA）是一种常见的关节疾病，主要困扰着 60 岁及以上人群。得了 KOA，患者的膝关节会出现肿胀、疼痛和僵硬等症状，严重影响生活质量。随着病情发展，不仅膝关节软骨会受损，连滑膜和相关肌肉组织也难以幸免。在 KOA 的病理过程中，滑膜炎症是早期特征，炎症持续存在会引发滑膜纤维化，二者相互作用，加速软骨降解，让关节功能越来越差。
目前，虽然知道炎症小体在 KOA 的发展中起着重要作用，比如 NLRP3（nod like receptor-3，属于 NLR 家族，能识别危险信号刺激，形成炎症小体并促使炎性细胞因子释放 ）和 NF-κB（nuclear factor kappa-B，是 NLRP3 的重要上游激活信号，可促进炎症小体组装，加速滑膜纤维化）参与其中，但对于 Piezo1（一种机械敏感离子通道，能将细胞膜感受到的机械应力转化为电信号 ）在 KOA 滑膜炎症和纤维化中的作用及机制，还没有完全搞清楚。
为了揭开这些谜团，南京中医药大学的研究人员展开了深入研究。他们发现，机械应力过载会通过 Piezo1/NF-κB/NLRP3 信号级联促进 KOA 滑膜炎症和纤维化。这一发现意义重大，为未来 KOA 滑膜纤维化的治疗找到了新的靶点和信号通路，有望开发出更有效的治疗方法。该研究成果发表在《Cellular Signalling》杂志上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，构建动物模型，将 80 只 8 周龄雄性 SD 大鼠分为对照组、跑步机运动组、跑步机运动 + GsMTx4 组、跑步机运动 + MCC950 组，其中跑步机运动组用于模拟过度机械应力；其次，在体外实验中利用细胞拉伸仪模拟 KOA 的机械环境，对成纤维样滑膜细胞（Fibroblast-like Synoviocytes，FLS）进行研究。
机械应力过载可激活 Piezo1，导致滑膜炎症和纤维化
研究人员让 SD 大鼠进行高强度跑步机运动，观察其对膝关节滑膜组织的影响。通过对滑膜组织的组织学检查发现，跑步机运动组大鼠滑膜组织的衬里细胞层发育更明显、炎症浸润增多，滑膜组织中红色染色的胶原纤维也有所增加。这表明机械应力过载会引发滑膜炎症和纤维化。同时，运动组大鼠体内 Piezo1 被显著激活，p65 的磷酸化比例上升，NLRP3、caspase-1、ASC、GSDMD、IL-1β、IL-18、IL-6 和 TNF-α 等相关蛋白水平也明显升高，进一步证明了机械应力过载与滑膜炎症和纤维化之间的关联。
讨论
KOA 是临床常见的退行性疾病，会对膝关节的各个组织造成损伤，严重时可导致患者残疾。本次研究明确了机械应力过载在 KOA 发展中的重要作用，揭示了 Piezo1/NF-κB/NLRP3 信号通路在促进滑膜炎症和纤维化方面的机制。这为理解 KOA 的发病机制提供了新视角，也为后续开发针对 KOA 滑膜纤维化的治疗策略提供了理论依据。
结论
总的来说，该研究表明机械应力过载通过 Piezo1/NF-κB/NLRP3 信号级联促进了 KOA 的发生和发展，推动了滑膜炎症和纤维化进程。这一研究成果揭示了 KOA 滑膜纤维化的潜在机制，为未来 KOA 的治疗找到了新的靶点和信号通路，为改善患者的病情和生活质量带来了新的希望，在 KOA 的研究和治疗领域具有重要的意义。
