PTHrP通过PKC-ζ介导的负反馈环路调控Wnt/β-catenin稳态以维持关节软骨稳态并缓解骨关节炎

本研究针对骨关节炎（OA）中Wnt/β-catenin信号异常激活与PTHrP表达失衡的机制，揭示了PTHrP通过PKC-ζ依赖性负反馈环路调控β-catenin磷酸化/泛素化降解的新机制。研究人员通过临床样本分析、原代软骨细胞模型及AAV基因治疗实验，证实PTHrP可缓冲Wnt/β-catenin活性，其失调将导致miR-106b-5p上调并破坏反馈环路。该研究为OA的靶向治疗提供了新策略，具有重要转化价值。

　　

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骨关节炎（Osteoarthritis, OA）作为全球最常见的关节退行性疾病，影响着超过3亿人口，其核心病理特征是关节软骨的进行性破坏。尽管Wnt/β-catenin信号通路在软骨发育和稳态中扮演关键角色，但该通路的异常激活或抑制均会导致软骨退化——这一矛盾现象背后的调控机制长期未明。与此同时，甲状旁腺激素相关蛋白（Parathyroid hormone-related protein, PTHrP）虽在生长板软骨中通过Ihh-PTHrP负反馈环路抑制肥大化已被广泛认知，但其在成人关节软骨中的功能机制仍存在争议。

针对这一科学难题，国内某研究机构的研究团队在《Journal of Orthopaedic Translation》发表了一项突破性研究。他们发现PTHrP能够通过蛋白激酶C-ζ（PKC-ζ）介导的负反馈机制精确调控Wnt/β-catenin活性，从而维持关节软骨稳态。这一发现不仅解释了软骨细胞中Wnt信号"双刃剑"效应的分子基础，更为OA的靶向治疗提供了新思路。

研究人员综合运用了临床OA患者标本分析、小鼠内侧半月板失稳（DMM）模型、原代软骨细胞培养、RNA-seq筛选、染色质免疫共沉淀（ChIP）和AAV9介导的基因治疗等技术。通过对比健康与病变软骨组织，发现OA进程中β-catenin异常激活伴随PTHrP显著下调。分子机制研究表明，Wnt3a通过结合PTHrP基因的P2启动子特异性诱导AT6转录本表达，而PTHrP则通过激活PKC-ζ（Thr410/403位点磷酸化）促使β-catenin在Ser33/37和Ser45位点磷酸化，进而触发其泛素化降解。值得注意的是，这一精密的负反馈环路在去分化软骨细胞、肥大软骨细胞和IL-1β刺激环境中被miR-106b-5p破坏——该microRNA直接靶向PTHrP mRNA导致其表达沉默。

研究结果部分：

1. Wnt/β-catenin过度激活与PTHrP抑制共存于OA软骨
   临床样本和小鼠DMM模型显示，病变区域（如内侧股骨髁）β-catenin核转位增加，而PTHrP表达量仅为健康区域的20%。

2. 双向调控机制的发现
   原代软骨细胞实验证实Wnt3a可上调PTHrP表达3.5倍，而PTHrP回补又能将β-catenin活性降低62%，形成典型的负反馈环路。

3. 病理条件下的环路崩溃
   在IL-1β刺激或细胞去分化状态下，miR-106b-5p表达量激增8-12倍，通过结合PTHrP mRNA的3'UTR特异性抑制其翻译。

4. PKC-ζ的核心媒介作用
   磷酸化蛋白质组学显示，PTHrP仅特异性激活PKC-ζ亚型（而非PKC-α/βII、δ或ε），其抑制剂可使β-catenin泛素化水平下降70%。

5. 基因治疗的转化潜力
   AAV9-PTHrP关节腔注射使小鼠OA模型的OARSI评分降低55%，同时使p-PKC-ζ(Thr410/403)表达恢复至正常水平。

这项研究的重要意义在于：首次揭示了关节软骨中Wnt/β-catenin-PTHrP-PKC-ζ轴构成的"自动调节器"，突破了传统认为PTHrP仅通过Ihh通路发挥作用的认知局限。从转化医学角度看，研究不仅证实AAV递送PTHrP的可行性，还发现miR-106b-5p可作为诊断标志物和干预靶点。值得注意的是，PKC-ζ作为"信号枢纽"的发现，为开发选择性激酶调节剂提供了理论依据——考虑到PKC家族药物在肿瘤领域的应用经验，这一发现可能加速OA治疗的药物重定位进程。

该研究也存在若干待深入的方向：如机械负荷如何影响PTHrP启动子活性，以及不同PKC亚型在OA不同阶段的动态变化等。但无论如何，这项成果为理解软骨稳态调控提供了新范式，也为开发针对OA的精准医疗策略奠定了坚实基础。