《International Immunopharmacology》：HDAC6 exacerbates osteoarthritis by promoting macrophage inflammation-mediated chondrocyte degeneration
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本研究通过建立野生型和HDAC6敲除小鼠的骨关节炎模型，发现HDAC6缺失减轻了软骨损伤和滑膜炎，纠正了代谢标记失衡。体外实验表明，HDAC6在炎症环境下不直接调控软骨细胞代谢，但通过巨噬细胞分泌的炎症因子间接影响软骨细胞代谢。结论指出靶向HDAC6可能通过调节巨噬细胞-软骨细胞相互作用来缓解骨关节炎病理。
王世民|傅丽萍|邱文全|欧阳俊宇|宋德龙|宋子龙|朱叶轩|严正|金富军|卢玉静|刘刚
广东工业大学生物医学与药学科学院，广州510006，中国
摘要
骨关节炎（OA）是一种退行性关节疾病，其特征是软骨退化和滑膜炎症，其发病机制涉及细胞代谢过程和炎症途径之间的复杂相互作用。在本研究中，我们通过前交叉韧带切断（ACLT）在野生型和组蛋白去乙酰化酶6（HDAC6）敲除小鼠中建立了OA模型，以探讨HDAC6在OA进展中的作用。组织学和免疫组织化学分析表明，HDAC6的缺失显著减轻了ACLT诱导的小鼠软骨损伤和滑膜炎，并恢复了软骨代谢标志物的不平衡。体外实验表明，在IL-1β或TNF-α的刺激下，HDAC6的过表达或敲低并未显著改变软骨细胞的代谢过程，这表明HDAC6可能在炎症环境中不直接调节软骨细胞的代谢。然而，过表达HDAC6的巨噬细胞的条件培养基促进了软骨细胞的代谢分解过程并抑制了合成过程，而HDAC6的敲低则逆转了这种效应。这些发现表明，HDAC6通过放大巨噬细胞介导的滑膜炎症，从而间接破坏了软骨细胞的代谢稳态，促进了OA的进展。总之，这些结果表明，靶向HDAC6可能通过调节巨噬细胞-软骨细胞相互作用提供一种缓解OA病理的新策略。
引言
骨关节炎（OA）是一种常见的慢性退行性关节疾病，其病理特征是软骨逐渐退化、滑膜慢性炎症和软骨下骨异常重塑，临床上表现为持续的关节疼痛和功能障碍[1]、[2]、[3]。全球疾病负担研究（GBD）的流行病学数据显示，从1990年到2020年，全球OA的患病率增加了48.2%，目前约有5.95亿人受到影响[4]、[5]。尽管该疾病的负担不断增加，但参与OA发病机制的关键分子靶点和信号网络仍不充分了解，这突显了进一步研究以开发创新治疗策略的必要性。
在分子病理学水平上，OA的进展表现为软骨稳态的破坏，表现为细胞外基质的逐渐退化和组织修复机制的受损[6]。软骨细胞作为软骨内的唯一驻留细胞，通过合成基质的合成途径和促进基质降解的分解途径之间的复杂相互作用来维持软骨的完整性[7]、[8]、[9]。在OA进展过程中，软骨细胞经历了显著的表观遗传重编程，这一动态过程受到组蛋白去乙酰化酶（HDACs）等染色质修饰酶的调节[10]、[11]。机制研究表明，HDAC3调节JAK/STAT/NF-κB信号轴和Phlpp1-AKT通路，从而抑制炎症细胞因子和基质降解酶；其功能障碍导致软骨细胞成熟受损和破骨细胞激活异常[12]、[13]、[14]。相比之下，HDAC4抑制Mef2/Runx2信号通路和MMP3及MMP13的合成，从而调节软骨细胞肥大分化和细胞外基质代谢[15]、[16]。HDAC4的失调加速了软骨的血管化和炎症级联反应。
与传统核HDACs不同，HDAC6是一种主要定位于细胞质中的IIb类去乙酰化酶，它调节α-微管蛋白和HSP90等非组蛋白底物，从而影响细胞骨架动态和蛋白质稳态[17]、[18]。目前对HDAC6在OA中作用的研究主要采用药理学抑制方法。HDAC6抑制剂ACY-1215已被证明可以通过下调MMP1和MMP13的表达来减少软骨退化，而Tubastatin A则通过减轻氧化应激和凋亡来维持软骨完整性[19]、[20]。尽管这些体外研究表明HDAC6具有保护软骨的潜力，但这些抑制剂也可能影响其他HDAC蛋白[21]。值得注意的是，HDAC6在体内主要通过哪种特定细胞类型（例如软骨细胞或免疫细胞）驱动OA病理尚不清楚，且缺乏直接的遗传证据。
鉴于这些研究空白，本研究利用体内基因敲除小鼠模型以及体外基因敲低和过表达细胞模型在软骨细胞和巨噬细胞中探讨了HDAC6在OA中的作用。我们的发现表明，HDAC6通过巨噬细胞介导的滑膜炎促进OA的发病机制，从而通过旁分泌炎症信号间接破坏软骨细胞的代谢平衡。因此，我们的研究为HDAC6在OA进展中的功能提供了重要的直接遗传证据。
部分内容
前交叉韧带切断（ACLT）诱导的骨关节炎模型
使用12周大的野生型（WT，C57BL/6J背景）和HDAC6敲除（KO）小鼠（每组6只）来建立骨关节炎模型。HDAC6敲除（KO）小鼠由来自中国南开大学的周军提供[22]。通过在WT和KO小鼠的右后肢进行前交叉韧带切断（ACLT）来破坏内侧半月板，从而在右膝关节诱导OA模型。在异氟醚麻醉下，在右关节囊上切开一个切口以暴露韧带
HDAC6缺乏可减轻ACLT诱导的软骨退化
为了研究HDAC6在骨关节炎（OA）进展中的作用，我们使用了野生型（HDAC6 WT）和HDAC6敲除（HDAC6 KO）小鼠建立了OA模型。每只小鼠都作为自身的内部对照：右后肢进行前交叉韧带切断（ACLT）以诱导OA，而左侧后肢则进行假手术，仅切开关节囊而不切断韧带（图1A）。在假手术的肢体中，软骨表型相似
讨论
在本研究中，我们使用HDAC6敲除小鼠的遗传模型验证了HDAC6在OA进展中的作用。然而，机制研究表明，HDAC6可能在炎症环境中不直接调节软骨细胞的代谢，这与之前使用HDAC6抑制剂的研究结果存在不一致[19]、[23]、[24]。这种差异可以部分归因于几个方面。首先，需要考虑
结论
总之，本研究阐明了HDAC6通过加剧巨噬细胞中的炎症反应在OA进展中的作用，进而间接影响软骨细胞的代谢。这些发现表明，HDAC6可能通过调节巨噬细胞-软骨细胞相互作用成为缓解OA的潜在治疗靶点。
作者贡献声明
王世民：撰写 – 原稿撰写，实验研究，数据管理。傅丽萍：实验研究，数据管理。邱文全：实验研究。欧阳俊宇：验证。宋德龙：正式分析。宋子龙：实验研究。朱叶轩：正式分析。严正：资源提供。金富军：撰写 – 审稿与编辑，监督，资金获取，概念构思。卢玉静：撰写 – 审稿与编辑，监督，资金获取。刘刚：撰写 – 审稿与编辑，监督，资金提供。
伦理声明
所有动物实验均获得了中国南方医科大学南方医院动物伦理委员会的批准（批准编号IACUC-LAC-20240529-004）。
资助
本工作得到了国家自然科学基金 [资助编号82372448]；广州市科技项目 [资助编号2024A04J3914]；广东省基础与应用基础研究基金 [资助编号2024A1515010769]的支持。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的竞争性财务利益或个人关系。
