CD142+滑膜成纤维细胞通过ABCC4/cAMP/PKA通路驱动类风湿关节炎半月板破坏的机制研究

本研究针对类风湿关节炎(RA)膝关节破坏中半月板损伤机制不明的临床问题，通过单细胞测序(scRNA-seq)鉴定出CD142+滑膜成纤维细胞(SF)亚群，发现其通过高表达ABCC4转运蛋白介导cAMP/PKA信号通路下调，促进半月板侵袭破坏。研究首次揭示半月板损伤是RA膝关节病变的关键环节，为临床预后评估提供CD142+SF标志物，并发现MK571可通过阻断ABCC4缓解半月板破坏。该成果发表于《Nature Communications》。

　　

类风湿关节炎(RA)作为一种常见的自身免疫性疾病，全球患病率高达0.5-1%，其中膝关节受累患者约6%最终需接受全膝关节置换术。传统观点认为RA关节破坏主要由骨与软骨损伤导致，但对膝关节特殊结构——半月板的作用机制长期缺乏深入研究。临床观察发现，RA患者的半月板在关节镜和磁共振成像检查中呈现严重破坏特征，但其损伤是否独立于软骨病变、具体驱动因素及临床意义仍不明确。

中山大学附属孙逸仙纪念医院的研究团队通过整合单细胞转录组学、空间多组学分析和功能实验，首次揭示CD142⁺滑膜成纤维细胞是驱动RA半月板破坏的关键效应细胞。研究发现该细胞亚群在RA滑膜中异常增多并从滑膜下层向衬里层转位，通过高表达ABCC4转运蛋白外排cAMP，抑制PKA信号通路激活，从而增强侵袭能力导致半月板基质降解。该成果发表于《Nature Communications》，为RA膝关节病变提供了新的病理机制解释和治疗靶点。

研究主要采用四项关键技术方法：1) 对RA膝关节置换术获取的滑膜、软骨和半月板组织进行单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析细胞互作网络；2) 通过多色免疫组化(mlHC)结合空间定量分析CD142⁺SF分布特征；3) 建立DBA/1小鼠CD142⁺SF关节注射模型模拟半月板侵袭过程；4) 利用MK571阻断ABCC4功能并评估对半月板保护效应。研究队列包含17例长期随访的RA患者滑膜活检样本，通过KSS评分系统评估膝关节功能预后。

严重半月板降解与滑膜炎相关
通过比较OA和RA患者的影像学与组织学特征，发现RA患者半月板体积减少50%以上，胶原纤维结构严重破坏，且侵袭面积与滑膜衬里层炎症评分(Krenn评分)呈正相关。

CD142⁺SF在RA滑膜中异常增多
scRNA-seq鉴定出CXCL12⁺SFRP1⁺SF新亚群，富集于骨重塑和细胞迁移相关通路。流式细胞术显示RA滑膜中CD142⁺SF比例较OA增加3倍，且主要分布于衬里层，与血管距离显著增大。

空间分布特征转换
mlHC三维重建显示正常滑膜中CD142⁺SF主要位于下层(THY1⁺区域)，而RA中76.8%转位至衬里层，形成独立于PRG4⁺衬里细胞的侵袭前沿。

功能性验证实验
将人源CD142⁺SF注射至DBA/1小鼠膝关节后，半月板白区完全被滑膜组织替代，而软骨损伤轻微。体外实验显示该细胞通过上调SNAI1/2、MMP3/9/13等侵袭相关分子破坏半月板COL1A1表达。

ABCC4/cAMP/PKA调控机制
IL-1β和TNF-α可诱导CD142^-SF向CD142⁺表型转化。ABCC4抑制剂MK571通过升高细胞内cAMP水平(2.5倍)，激活PKA信号，使侵袭面积减少68%。H89(PKA抑制剂)可逆转该保护效应。

临床预后价值
对17例RA患者长达10年的随访显示，滑膜衬里层CD142⁺SF比例>15%的患者全部进展为需关节置换的严重膝功能障碍(KSS评分降低40%)。

该研究突破性地揭示了半月板破坏是RA膝关节病变的核心环节，CD142⁺SF的空间分布转换可作为预后评估的生物标志物。发现ABCC4/cAMP/PKA通路调控机制为靶向治疗提供新策略，MK571的干预效果提示现有药物再利用的临床潜力。研究首次建立RA半月板损伤的"免疫细胞-成纤维细胞-半月板"相互作用模型，为理解关节特殊结构的病理机制提供新范式。