综述：骨关节炎中的衰老微环境：聚焦早期改变与靶向治疗

本综述系统阐述骨关节炎（OA）衰老微环境的三大核心特征：免疫稳态失衡（巨噬细胞极化失衡、T/B细胞功能异常）、细胞衰老（SASP分泌、p16INK4a/p21表达）及干细胞耗竭（MSC功能衰退）。重点强调衰老微环境在OA早期病理中的驱动作用，并评述靶向免疫调节（如细胞因子阻断）、清除衰老细胞（senolytics）及干细胞干预（MSC移植、外泌体）等前沿治疗策略，为OA的精准防治提供新视角。

　　

引言

骨关节炎（OA）作为一种与年龄密切相关的退行性关节疾病，全球影响超6.54亿人。当前疗法因病理复杂性难以根本逆转OA进程。衰老微环境——涵盖免疫稳态失衡、细胞衰老和干细胞耗竭——被认为是OA早期病理的核心驱动因素。深入解析这一微环境，有望为OA临床防治提供新策略。

免疫稳态失衡

OA传统上被视为非免疫性疾病，但近年研究揭示免疫细胞与相关细胞因子在其病理中发挥关键作用。关节作为一个整体器官，其滑膜中浸润的免疫细胞（如巨噬细胞、T细胞、B细胞）与软骨构成复杂微环境，形成损伤-炎症反馈环路。

天然免疫应答：巨噬细胞是OA天然免疫的核心，存在促炎M1型（分泌TNF-α、IL-1β、IL-6）和抗炎M2型极化状态。OA中，损伤相关分子模式（DAMP）如软骨碎片聚集蛋白聚糖释放，招募并激活单核/巨噬细胞，促使M1极化加剧OA。单细胞测序发现CX3CR1⁺巨噬细胞亚群具有保护功能，提示巨噬细胞异质性。衰老巨噬细胞表达p21、p16^INK4a等衰老标志物，并分泌SASP（如BMP2、IL-10、CCL2），进一步破坏微环境。巨噬细胞衰老还会导致吞噬凋亡细胞能力（efferocytosis）受损，凋亡细胞累积加剧炎症。ADAM17介导的Trem2受体裂解是efferocytosis失调的重要机制。

适应性免疫应答：T细胞在OA滑膜中显著浸润，以CD4⁺ Th1细胞为主（分泌IFN-γ、TNF-α），促进M1极化及破骨形成。CD8⁺ T细胞通过分泌TIMP-1加剧OA。调节性T细胞（Treg）在OA中数量增加但功能下降（IL-10分泌减少），Th17/Treg失衡促进炎症。单细胞测序显示OA滑膜中T细胞亚群复杂（CCR7⁺ T、Tph、Tfh等），但较类风湿关节炎（RA）免疫应答更弱。B细胞及浆细胞（CD138⁺）存在于部分OA患者滑膜中，分泌IgG调控炎症，但具体机制尚不明确。B细胞缺失TSC1基因会加剧OA，而IL-10分泌型B细胞（如CXCL13驱动的IgM⁺CD27⁺ B细胞）可能具有保护作用。

信号通路：Wnt、NF-κB、mTOR、HIF等通路均参与OA免疫调控。Notch1、IL-1β、IL-6等因子抑制可缓解衰老相关关节炎。多靶点细胞因子干预（如BCL-2抑制剂联合CX3CL1中和抗体）较单靶点策略更具潜力。

细胞衰老

细胞衰老以p16^INK4a/p21介导的细胞周期停滞、DNA损伤（γ-H2AX聚焦）、核膜破裂（LMNB1下调）及SASP分泌为特征。OA中衰老细胞主要包括软骨细胞、滑膜成纤维细胞、间充质干细胞（MSC）等。

软骨细胞衰老：衰老软骨细胞表现为SA-β-gal活性升高、ROS分泌增加、细胞外基质（ECM）再生能力下降。复制性衰老（p53/p21通路）或应激性早衰（p38/p16通路）均可诱发衰老。单细胞测序发现OA软骨中存在CDKN2A高表达的致病性软骨细胞亚群，分泌SASP（如CCL2、IL-6、MMP13）直接降解ECM。衰老软骨细胞释放胞外囊泡（EVs），携带miRNA诱导邻近细胞衰老，形成恶性循环。

滑膜细胞衰老：p16^INK4a在OA滑膜中高表达，衰老滑膜成纤维细胞分泌IL-6、CXCL8、MMP3，通过Wnt通路促炎。移植衰老成纤维细胞至关节可诱导OA。衰老细胞还可通过SASP（如IL-17）促进Th17分化，抑制Treg，放大炎症。

SASP的作用：SASP包含趋化因子（CCL2、CCL4）、细胞因子（IL-1、IL-6、IL-7）、蛋白酶（MMP1/3/10/13、ADAMTS5/7）及生长因子（TGF-β、VEGF），通过激活NF-κB/C/EBPβ通路破坏软骨稳态。TNF-α和IL-1β可相互诱导上调，形成炎症-衰老正反馈。

干细胞耗竭

关节驻留MSC存在于软骨下骨、滑膜、脂肪垫等部位，是软骨再生的细胞来源。OA早期，滑膜源性MSC可被招募至损伤部位参与修复，其不仅直接分化为软骨细胞，还通过免疫抑制（减少免疫细胞浸润）、抗凋亡、促血管生成间接发挥保护作用。MSC来源外泌体可调控基质表达，减轻炎症。

MSC功能衰退：OA患者来源MSC表现出成骨/成软骨分化能力下降、迁移能力受损。衰老MSC中leptin受体表达降低，提示数量减少。衰老MSC自更新能力丧失，SASP分泌抑制性旁分泌效应减弱。p16^INK4a+ MSC移植可诱导OA表型，而过表达YAP或FOXD1 rejuvenation则延缓OA。骨骼干细胞（SSC）随年龄减少，衰老SSC成软骨分化能力下降。

相互作用与干预：衰老细胞通过分泌IFN-γ、VCAM1等抑制MSC增殖。IL-1β通过NF-κB通路损害软骨干细胞应答。干细胞耗竭与SASP形成负反馈环路，加速OA进展。MSC移植（如BMSC、ADSC、UCB-MSC）在临床试验中显示安全性及疼痛缓解效果，但长期功能改善仍需优化。干细胞 rejuvenation策略（如kartogenin诱导CBFβ-RUNX1程序）结合抗衰老治疗（如丹参酮IIA递送Klotho蛋白）展现出潜力。

治疗挑战与优化：MSC治疗存在存活率低、免疫排斥等问题。滑膜源性MSC（SMSC）较BMSC具有更强成软骨潜力。水凝胶（如PEGDA/HA）封装MSC可提高细胞存活与递送效率。MSC来源外泌体（MSC-Exos）作为无细胞疗法，携带miRNA（如miR-92a-3p、miR-140-5p）、lncRNA（如NEAT1）、circRNA调控软骨代谢，避免免疫排斥，但最佳剂量、来源标准仍需确立。

衰老微环境的异质性

OA衰老微环境存在患者间、疾病阶段间异质性。全基因组关联分析（GWAS）发现女性特异性OA风险位点（如FANCL），关节置换表型相关SNV（如SERPINA1 rs28929474）效应更强。单细胞测序显示晚期OA滑膜中CXCL3、PTGDS等炎症基因上调，而早期OA富集神经元发育相关基因。性别差异亦显著，雌性小鼠OA关节中促纤维化基因升高而促炎基因（Adam17、Cd14）降低。空间转录组鉴定出前炎症软骨细胞（preInfC，标记IFI16/IFI27）和炎症软骨细胞（InfC，标记CXCL8/CD74），InfC为OA特有亚群，参与天然免疫应答。

靶向治疗策略

免疫调控：直接清除巨噬细胞可能加剧滑膜炎，重极化策略更可行。奎宁素、槲皮素、辣椒素等促进M1向M2转化；siPGAM5纳米粒、ZIF-8纳米框架等生物材料精准调控极化；MSC外泌体抑制M1、促进M2生成。细胞因子靶向如IL-1抑制剂（Anakinra）、TNF-α抑制剂（Adalimumab）临床效果有限，多靶点干预（如tristetraprolin激活下调TNF-α/CCL5/CXCL1）更具前景。

清除衰老细胞：Senolytics如UBX0101、ABT263（navitoclax）通过诱导凋亡清除衰老细胞；亚精胺、非诺贝特通过增强自噬清除衰老细胞；p16^INK4a启动子驱动基因编辑（如ganciclovir靶向清除）提供精准策略。达沙替尼+槲皮素（DQ）组合降低SASP，促进软骨再生。

干细胞治疗：干细胞补充（MSC移植）和 rejuvenation（成软骨诱导）双管齐下。MSC-Exos作为载体递送活性分子，规避免疫排斥。水凝胶、纳米粒改善MSC存活与归巢。临床转化需优化细胞来源、剂量及递送系统。

结论与展望

衰老微环境（免疫失衡-细胞衰老-干细胞耗竭）是OA早期病理核心。三者相互交织：衰老细胞通过SASP破坏免疫稳态并抑制干细胞功能；免疫炎症加速干细胞耗竭；干细胞衰竭反馈促进SASP分泌。多组学技术（单细胞/空间转录组）深度解析微环境异质性，为个体化治疗提供基础。未来需关注细胞外基质（ECM）力学微环境与免疫-衰老通路交互作用，开发疫苗（如抗NGF疫苗）、CAR-T靶向衰老细胞等创新技术，推动OA精准防治进入关节衰老干预新时代。