p38 MAPK信号预调控对基质扩增人滑膜干细胞软骨分化的特异性作用：SB203580促进软骨形成而茴香霉素偏好软骨内成骨

《Frontiers in Cell and Developmental Biology》：Distinct effect of preconditioning with p38 MAPK signals on matrix-expanded human synovium-derived stem cell chondrogenesis: sb203580 favors chondrogenic differentiation while anisomycin benefits endochondral bone formation

本综述系统阐述了p38 MAPK信号预调控对dECM扩增人滑膜干细胞（SDSC）命运决定的特异性调控作用。研究发现p38抑制剂SB203580通过上调Wnt11增强软骨分化，而激活剂anisomycin通过Wnt5a通路促进软骨肥大化和成骨分化，为炎症环境下干细胞定向分化调控提供了新策略。

　　

引言

软骨缺损常伴随炎症反应，这为临床治疗带来重大挑战。成人干细胞为软骨再生提供了有前景的途径，然而体外扩增会导致复制性衰老，限制其应用。前期研究表明，脱细胞细胞外基质（dECM）可作为体外"微环境"促进干细胞扩增和软骨形成潜能。本研究假设p38丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）作为驱动炎症的关键通路，其预处理会损害dECM扩增的成人干细胞的软骨形成能力。

材料与方法

人滑膜来源干细胞（SDSC）在dECM或塑料培养瓶上扩增一代，并进行p38 MAPK预处理，随后进行软骨或成骨诱导。实验设置六组：dECM扩增组（Econ）、dECM联合SB203580组（Esb）、dECM联合anisomycin组（Ean）、塑料扩增组（Pcon）、塑料联合SB203580组（Psb）及塑料联合anisomycin组（Pan）。通过组织学、免疫组化、生化分析和实时定量PCR（qPCR）评估分化效果，并利用Western blot检测Wnt信号通路蛋白表达。

结果

dECM扩增SDSCs的软骨形成潜能

扫描电镜（SEM）显示dECM扩增的SDSCs呈细小纺锤形，而塑料组细胞形态扁平。组织学分析表明dECM组 pellets更大且硫酸化糖胺聚糖（sGAG）和II型胶原染色更强。微阵列数据显示dECM扩增SDSCs中软骨标志物（HAPLN1、ACAN、COL2A1、COL9A1、COL11A1）显著上调，转录因子SOX9在扩增和软骨诱导阶段持续高表达。

dECM预处理对Wnt信号通路的影响

微阵列分析显示dECM扩增轻微下调经典Wnt拮抗剂DKK1，上调CTNNB1，但未检测到WNT3A显著变化。非经典Wnt信号通路成员WNT5A、WNT11及其下游效应因子NFATC2、CAMK2A在dECM组显著上调，Western blot验证了蛋白水平变化。

p38 MAPK调控对软骨分化的特异性作用

SB203580预处理使dECM扩增SDSCs细胞数量增加1.21倍，塑料组增加1.85倍，而anisomycin抑制此效应。组织学显示SB203580组 pellets更大且sGAG和II型胶原染色增强，qPCR证实ACAN和COL2A1表达上调。35天诱导后，Esb组呈现最高细胞活力和GAG含量，而Ean组软骨肥大标志物COL10A1和MMP13表达显著升高。

Wnt信号在p38 MAPK调控中的作用

Western blot显示Ean组Wnt5a表达最高，Esb组Wnt11表达最显著。这表明anisomycin通过激活Wnt5a促进软骨肥大和成骨分化，而SB203580通过上调Wnt11增强软骨形成。

p38 MAPK激活剂促进成骨分化

成骨诱导实验显示Ean组钙沉积（Alizarin Red S染色）和碱性磷酸酶（ALP）活性均最高，表明anisomycin预处理显著增强dECM扩增SDSCs的成骨潜能。

讨论

dECM扩增通过调控Wnt信号通路维持干细胞干性。非经典Wnt信号（WNT5A/WNT11）的上调与经典Wnt信号形成动态平衡，此平衡在软骨诱导阶段被打破。p38 MAPK抑制剂SB203580可能通过增强Wnt11介导的信号促进软骨分化，而激活剂anisomycin通过Wnt5a-Ca²⁺-PKC通路促使细胞向成骨方向分化。

结论

p38 MAPK信号预调控对基质扩增SDSCs命运决定具有特异性作用：SB203580偏好软骨形成，anisomycin促进软骨内成骨。Wnt信号通路在此过程中起关键介导作用，为干细胞定向分化调控提供了新的理论依据和治疗靶点。