脂质体润滑剂在体内显著抑制关节急性炎症基因调控：骨关节炎治疗新策略

研究人员针对骨关节炎(OA)中软骨降解的机械炎症通路，开展脂质体润滑剂(HSPC-pMPC-LUVs)抑制剪切应力敏感基因调控的研究。通过小鼠DMM模型证实，关节腔注射该润滑剂可显著抑制Mmp3和Il1b基因表达，同时不影响Timp1基因，揭示通过降低软骨表面摩擦应力调控基因表达的新机制，为OA治疗提供全新靶向策略。

　　

骨关节炎(OA)作为全球致残率最高的关节疾病，其核心病理特征是关节软骨的进行性降解。传统研究多聚焦于生化因子调控，而近年发现机械应力在OA发展中扮演关键角色——当关节稳定性受损时，软骨表面摩擦系数(μ)增加产生的剪切应力(σ_s)会激活软骨细胞中促分解代谢基因，但这一过程的精确调控机制尚不明确。更棘手的是，现有治疗手段无法针对性干预机械应力传导通路，使得OA治疗长期停滞在症状缓解阶段。

为破解这一难题，来自英国牛津大学和以色列魏茨曼科学研究所的联合团队在《Acta Biomaterialia》发表突破性研究。团队创新性地采用聚甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(pMPC)修饰的氢化大豆磷脂酰胆碱(HSPC)脂质体作为关节润滑剂，通过多学科交叉方法，首次在活体层面证实机械润滑可特异性调控软骨细胞基因表达。

研究主要运用四大关键技术：表面力平衡(SFB)测定HA-脂质体复合涂层的摩擦系数；DiI标记示踪技术监测脂质体在关节腔的滞留时间；小鼠DMM手术模型结合qPCR分析软骨组织基因表达；RNAscope空间转录组技术精确定位基因表达区域。特别值得注意的是，研究创新性采用计算机辅助设计的3D打印夹板进行关节制动对照实验，为机械应力研究提供新范式。

3.1 脂质体表征与润滑性能
通过动态光散射和冷冻电镜确认HSPC-pMPC-LUVs粒径为170nm且稳定性超过30天。SFB测定显示，该脂质体与透明质酸(HA)涂层结合后，摩擦系数从0.5骤降至0.01-0.02，相当于生理关节的润滑水平。这种卓越的润滑性能源于pMPC暴露的强水合磷酸胆碱基团，通过水合润滑机制实现。

3.3 体内分布与滞留特性
DiR荧光标记显示脂质体关节腔半衰期达50小时。共聚焦显微镜证实注射6小时后，DiI标记的脂质体在软骨表面形成连续覆盖层，48小时后仍保持稳定吸附。这种持久吸附特性确保其在关节运动过程中持续发挥润滑作用。

3.4 基因调控特异性
微解剖软骨qPCR显示，DMM手术使Mmp3和Il1b表达分别升高6.36倍和8.63倍，而润滑剂处理组仅升高4.67倍和5.34倍。关键发现是：压缩应力敏感基因Timp1(升高2.33倍)不受润滑剂影响，证明调控具有剪切应力特异性。关节制动实验获得相同规律，双重验证机械应力传导的特异性。

3.5 空间转录组精确定位
RNAscope技术突破性发现：Mmp3阳性细胞主要分布在软骨表层0-20μm区域(25.9% vs 深层10.3%)，与理论预测的剪切应力衰减模型完美吻合。通过建立σ_{s,chondrocyte}(z)=μP[K_cell/K_cartilage(z)]数学模型，首次定量揭示软骨细胞所受剪切应力随深度递减的规律。

讨论部分深刻指出，该研究建立"表面摩擦系数-软骨剪切应力-基因调控"的完整信号轴，为OA的机械生物学机制提供直接证据。特别具有临床意义的是，研究证实单纯物理润滑即可干预病理过程，避免传统抗炎药的副作用。局限性在于RNAscope信号强度受软骨基质影响较大，且长期疗效需进一步验证。

这项研究开创性地将工程润滑概念引入疾病治疗领域，不仅为OA提供全新治疗策略，更建立机械应力调控基因表达的活体研究范式。未来通过优化脂质体配方和给药方案，或将改写OA临床治疗指南。