上海交通大学医学院附属第九人民医院整复外科张文杰&李伟教授团队揭示AnxA5蛋白如何保护软骨

骨关节炎就像关节里发生了一场“内战”，一种叫巨噬细胞的免疫细胞被错误激活，变成了破坏分子，疯狂攻击软骨导致疼痛和磨损。

基于此，2024年5月19日，上海交通大学医学院附属第九人民医院整复外科张文杰、李伟教授研究团队在International Journal of Biological Sciences杂志发表了“Annexin A5 Derived from Cell-free Fat Extract Attenuates Osteoarthritis via Macrophage Regulation”揭示了源自无细胞脂肪提取物的膜联蛋白A5通过巨噬细胞调节减轻骨关节炎。

本研究揭示了CEFFE中的关键成分膜联蛋白A5（AnxA5）是治疗骨关节炎的“双重守护者”：它通过钙依赖性内吞作用促进炎症受体TLR4的降解有效阻断巨噬细胞向促炎M1型极化，从源头抑制炎症因子释放并减少活性氧产生；同时，AnxA5还能直接保护软骨细胞免受坏死和凋亡。体内实验证实，关节腔注射AnxA5能显著减轻大鼠骨关节炎模型的疼痛、滑膜炎症及软骨损伤，这种集“免疫调节”与“软骨保护”于一体的协同机制，使其成为极具临床转化潜力的骨关节炎新型生物疗法。

图一 利用体外模型分析CEFFE中调节巨噬细胞极化的蛋白质

体外实验表明，CEFFE能抑制脂多糖（LPS）和干扰素-γ（IFN-γ）诱导的Raw264.7细胞M1型极化，但其具体机制尚不清楚。

CEFFE由超过1700种可溶性蛋白组成，这表明观察到的表型变化涉及一种或多种可溶性抑制因子。为了鉴定这些调节巨噬细胞极化的蛋白，作者采用三步阴离子交换和阳离子交换液相色谱法对蛋白进行了纯化。在LPS和IFN-γ刺激后，利用实时荧光定量PCR检测了Raw264.7细胞中M1型代表性基因Il1b和Inos的表达。

通过液相色谱-串联质谱技术对3-1-3组分中的蛋白进行鉴定，发现其中包含膜联蛋白A5（AnxA5）。近期研究表明，AnxA5对炎症性肠病和非酒精性肝纤维化等炎症性疾病具有积极作用。

图二 AnxA5治疗MIA诱导的大鼠骨关节炎症状

作者利用关节腔注射碘乙酸钠（MIA）诱导的大鼠骨关节炎模型研究了AnxA5治疗的效果，并进行了行为学和组织学评估。

结果显示，在整个实验过程中，MIA注射或AnxA5治疗均未影响大鼠的体重。第7天的压力痛测试证实了大鼠骨关节炎模型构建成功，该测试显示左膝关节的压力阈值显著降低。在整个实验期间，模型组左腿的压力痛虽有逐渐恢复的趋势，但其压力痛阈值仍低于对照组。低剂量AnxA5在整个实验过程中改善了骨关节炎疼痛症状，而高剂量AnxA5在早期阶段（第7天至第28天）显示出对左腿的镇痛效果。

第56天的Catwalk步态分析（）证实，AnxA5治疗后大鼠骨关节炎模型的疼痛得到缓解，热成像和步态模式均显示左腿受压减少。其他测量指标显示，与对照组相比，骨关节炎大鼠的爪印面积和支撑持续时间显著减少，摆动持续时间显著增加；而在低剂量和高剂量AnxA5组中，这些指标均观察到显著改善。

这些发现表明，AnxA5治疗能有效减轻膝关节内注射MIA诱导的疼痛症状。

图三 软骨与滑膜评估

CEFFE作为一种含多种活性成分的混合物，已在骨关节炎等多种慢性炎症疾病中展现出显著疗效。

本研究鉴定出其中的关键抗炎蛋白AnxA5，证实它能像CEFFE一样有效抑制巨噬细胞M1型极化并缓解疼痛；但在促进软骨再生（如II型胶原合成）方面，单一AnxA5的效果不及完整的CEFFE，这暗示CEFFE中还存在其他未被发现的“辅助因子”（如抗凋亡或促生长因子）。通过解析CEFFE的完整成分库，将AnxA5的强效抗炎能力与其他因子的促修复能力进行精确组合，有望开发出比单一蛋白或粗提物更强大的“鸡尾酒式”新药，不仅优化骨关节炎治疗，也为其他慢性炎症性疾病提供全新的药物开发策略。

总结

综上所述，本研究突显了AnxA5在巨噬细胞极化中的潜在治疗作用并为其作用机制提供了新见解。AnxA5对软骨细胞坏死和凋亡的保护作用，进一步增强了其作为维持软骨健康的治疗剂的潜力。这些发现为开发基于AnxA5的炎症性和退行性疾病疗法铺平了道路。

文章来源：

DOI: 10.7150/ijbs.92802

欣软产品应用

欢迎转发分享