基于肝源携miR-320外泌体在肝-软骨细胞间Crosstalk中的作用对“柔肝养筋”法治疗膝骨关节炎机理的研究

Knee osteoarthritis (KOA) is mainly characterized by the destruction of articular cartilage. Cartilage is an important organizational structure to maintain the function of joints, whereas regeneration of cartilage is extremely difficult. Traditional Chinese medicine established the “Nourishing the Liver and Relaxing the Tendon” method to treat KOA from the liver, based on the TCM principles of "Knee is the tendons nest" and "Liver manipulates the tendons". Modern medicine also found some clues suggesting any links between liver and KOA. Micro-RNA(miRNA) participates in crosstalk between different cells and biological data communicates between different systems. Exosomes can provide stable structural support for miRNA shuttle between cells. Our previous study observed the role of hepatocyte-derived exosomes in promoting the proliferation of chondrocytes, dynamically monitored the process of exosomes entering into chondrocytes, and applied CHIP technology and bioinformatics predictions to identify the potential target miRNA, miR-320. This study will firstly clarify the link between the liver-sourced exosomes carried miR-320 and cartilage degeneration of KOA. Then clarify the mechanism of “Nourishing the Liver and Relaxing the Tendon” method alleviating KOA cartilage degeneration through this pathway.

膝骨关节炎（knee osteoarthritis, KOA）以关节软骨破坏为主要病理改变。软骨是维系关节功能的重要组织结构，再生修复却极为困难。中医基于“膝为筋府”、“肝主筋”，确立了“柔肝养筋”法从肝论治KOA。现代医学也发现一些线索提示肝与KOA之间存在联系。miRNA参与不同细胞间Crosstalk，沟通机体不同系统之间的信息交流。外泌体可以为miRNA在细胞间穿梭提供稳定的结构支持。我们的前期研究观察到肝细胞来源外泌体对软骨细胞增殖的促进作用，动态监测了肝细胞外泌体进入软骨细胞的过程，并应用基因芯片及生物信息学分析技术，发现外泌体所携miR-320与KOA发病呈高相关。本课题研究将基于上述前期基础，（1）进一步明确肝细胞来源携miR-320外泌体与KOA软骨退变之间的联系；（2）进一步明确“柔肝养筋”法通过这一途径改善KOA软骨退变的效应机制。

膝骨关节炎（Knee Osteoarthritis, KOA）发病机制至今未能完全明确，因而缺乏特异性的治疗手段。当前治疗主要从控制疼痛和修复软骨两方面入手。老年患者的治疗倾向于改善疼痛以及终末期的关节置换；而越是年轻的患者，治疗上对于关节功能和软骨修复的要求就越高。非甾体类抗炎药（NSAIDs）是控制炎性疼痛的常用药物，但长期应用会诱发消化道出血、心血管危险事件等，无法满足KOA慢性病程的用药需求。.中医学从病机角度认识，“肝主筋”、“膝为筋府”，在临床中发现可以通过“柔肝”类药物达到“养筋”的治疗作用。最具代表性的药物包括白芍、木瓜、当归等。而外泌体是一类包含微小RNA（microRNA/miRNA）、蛋白质、脂质的成膜小囊泡，直径在40-100nm。外泌体能携带丰富的生物学信息、膜结构具有极强的生物学稳定性，可以准确地由源细胞出发、作用到靶细胞，被认为可能沟通细胞间通讯和组织间远距离对话。现代医学更从代谢层面揭示肝与软骨在代谢领域具有相关性，但其联系的潜在途径尚不明确。肝脏作为人体最大的代谢器官，可能通过携带丰富生物学信息的外泌体，影响了软骨代谢，本研究首先发现肝细胞源外泌体确实可通过体内循环到达膝关节软骨，并具有改善KOA软骨退变的作用。然后，进一步观察到肝源外泌体携带miR-10a-3p，该miRNA具有靶向CH25H-CYP7B1-RORα轴并调控软骨胆固醇代谢的作用，过表达miR-10a-3p则可以改善KOA软骨退变。最后，我们通过白芍水煎剂干预衰老模型肝细胞可以改善肝细胞外泌体致软骨细胞基质降解的作用。总之，本研究对于科学阐释中医“肝主筋”的重要理论以及为探索KOA治疗的药物作用新靶点提供了有益的思路。