骨關節炎(OA）是一種發病率很高的疾病。在疾病進展過程中會伴隨著軟骨退行性變、軟骨下骨重塑和滑膜炎等表現。OA進展過程中滑膜炎可加速軟骨退變，滑膜炎的病理學特點包括滑膜增生、巨噬細胞浸潤和新生血管的生成。含有Src同源性2的蛋白酪氨酸磷酸酶2 (SHP2)是一種廣泛表達的非受體蛋白酪氨酸磷酸酶。SHP2在生物體發育以及響應生長和刺激因子的生理和病理反應中起重要作用，我們之前的研究表明，SHP2通過調節DOK1-UPP1-尿苷軸加劇了軟骨分解代謝和合成代謝之間的不平衡，但尚不清楚SHP2是否影響關節微環境中的免疫細胞，尤其是巨噬細胞來調節OA的進展。

近日，南京大學醫學院附屬鼓樓醫院運動醫學與成人重建外科團隊和南京大學生科院團隊合作在國際學術期刊《Acta Pharmaceutica Sinica B》(IF=14.903)上發表題為“Targeting macrophagic SHP2 for ameliorating osteoarthritis via TLR signaling”的文章，發現髓系細胞條件敲除Shp2基因可通過減少滑膜M1型巨噬細胞極化并降低滑膜炎嚴重程度，從而延緩骨關節炎，或可為骨關節炎的治療提供新的治療靶點。

研究方法與結果

1 OA病人與DMM小鼠的滑膜炎嚴重程度和M1型巨噬細胞數量顯著升高

DMM模型之前一直被認為是一種低炎癥反應型的OA模型，本課題發現DMM模型構建后兩周開始便出現了滑膜炎評分的顯著升高，同時伴隨著巨噬細胞尤其是M1型巨噬細胞的浸潤。

2 SHP2蛋白在OA病人及DMM小鼠的滑膜中高表達并高度定位于巨噬細胞

接下來我們為了驗證SHP2蛋白是否參與到了OA的疾病進展，我們對OA病人和DMM的小鼠滑膜進行了免疫熒光的染色，結果發現SHP2蛋白在OA病人及DMM小鼠的滑膜中高表達，并且該蛋白的表達高度定位于DMM小鼠的滑膜巨噬細胞中。

圖2.SHP2蛋白在OA病人及DMM小鼠的滑膜中高表達并高度定位于巨噬細胞

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巨噬細胞條件敲除Shp2基因可顯著抑制OA疾病進展

接下來，為了驗證在滑膜巨噬細胞炎癥過程中SHP2蛋白是否起到了非常重要的作用，在本研究中構建了巨噬細胞條件敲除Shp2基因的小鼠，結果發現在條件敲除了該基因之后可顯著抑制DMM小鼠模型中OA的疾病進展，并抑制M1型滑膜巨噬細胞的極化，同時可促進軟骨相關蛋白II型膠原蛋白的表達，抑制X型膠原和軟骨降解相關蛋白MMP3的表達。

圖3.Shp2基因敲除延緩DMM小鼠OA進展

4 使用SHP2蛋白的變構抑制劑可顯著抑制巨噬細胞炎癥

此外，我們也在體外進行了相關的實驗，我們使用了SHP2蛋白的變構抑制劑對巨噬細胞進行了刺激，我們發現SHP099可顯著抑制M1型巨噬細胞表型和炎癥相關因子如Il-1、Il-6、Tnf-a、iNos、Cxcl10等的表達，并且我們在高表達SHP2蛋白之后，M1型巨噬細胞相關的炎癥蛋白也顯著高表達，這表明SHP2蛋白在巨噬細胞炎癥反應過程中起到非常重要的作用。

圖4.SHP099通過抑制SHP2蛋白功能起到抑制炎癥反應的作用

5 SHP099可能是通過TLR通路產生潛在的治療效果

接著，我們對于體外刺激的巨噬細胞進行了RNA-seq組學檢測，從而說明SHP099可能是通過TLR通路產生潛在的治療效果。

圖5.SHP099通過抑制TLR通路進而抑制炎癥因子的釋放

吉凱助力

本文中RNA-seq測序技術及SHP2蛋白的高表達慢病毒均由吉凱基因提供。SHP2慢病毒感染RAW264.7細胞，如圖6所示，WB檢測后SHP2蛋白的表達顯著升高，并且在LPS的刺激后M1型相關蛋白顯著升高，這提示SHP2蛋白在炎癥反應過程中起到非常重要的作用。

圖6. SHP2蛋白高表達后顯著促進M1型相關蛋白表達

作者簡介

本文通訊作者為南京大學醫學院附屬鼓樓醫院運動醫學與成人重建外科史冬泉教授和南京大學生科院孫洋教授。南京大學孫梓熒博士和劉倩倩博士為共同第一作者。