研究人员针对骨关节炎（Osteoarthritis, OA）这一以软骨退化和慢性炎症为特征的退行性关节疾病，探讨了RNA结合蛋白Tristetraprolin（TTP，又称ZFP36）在OA中的作用及机制。研究发现，OA患者软骨及白细胞介素-1β（IL-1β）刺激的软骨细胞中TTP表达显著下调。功能实验表明，TTP缺失加剧OA病理改变，而过表达则保护软骨免受退化。机制上，TTP通过其串联CCCH型锌指结构域直接结合CMPK2（线粒体胞苷/尿苷单磷酸激酶2）mRNA的3′非翻译区（3′-UTR），促进其降解，从而减少线粒体DNA（mtDNA）向细胞质释放，抑制环鸟苷酸-腺苷酸合成酶（cGAS）/干扰素基因刺激因子（STING）/核因子κB（NF-κB）信号通路激活。此外，研究人员发现牛蒡子苷元（arctigenin）作为TTP的药理激活剂，可通过依赖TTP的方式降低CMPK2表达，并在OA模型小鼠中减轻疾病进展。该研究揭示了TTP–CMPK2–mtDNA–cGAS/STING/NF-κB信号轴在软骨细胞线粒体稳态及OA发病中的关键作用，并提出靶向TTP的转录后调控及牛蒡子苷元作为OA潜在治疗策略的可行性。
本研究发表于《Journal of Orthopaedic Translation》，针对目前尚无疾病修饰药物的骨关节炎（OA），围绕RNA结合蛋白Tristetraprolin（TTP）在软骨细胞中的功能及机制展开。OA是全球最常见的退行性关节病，其特征是关节软骨细胞外基质（ECM）代谢失衡、慢性炎症及不可逆的功能丧失，现有治疗手段仅能缓解症状，缺乏有效阻止或逆转病程的药物。既往研究表明，转录后调控在软骨发育及病理过程中发挥重要作用，TTP作为经典的AU富集元件结合蛋白，可通过促进靶mRNA降解发挥抗炎作用，但其在OA中的作用尚未明确。研究人员假设TTP可能通过调控特定靶基因影响软骨细胞线粒体稳态及炎症信号，从而影响OA进展。
为验证假设，研究人员收集了接受全膝关节置换术的OA患者软骨组织，并分离培养原代人类及小鼠软骨细胞，结合胶原酶诱导OA（CIOA）及内侧半月板失稳（DMM）小鼠模型，采用软骨细胞特异性TTP条件性敲除及过表达技术，结合RNA测序、RNA免疫沉淀（RIP）、mRNA衰减分析及双荧光素酶报告实验验证靶点及机制，并利用牛蒡子苷元干预评估其治疗潜力。
3.1 TTP在骨关节炎软骨中表达下调
研究人员通过分析公共数据集及免疫组化、Western blot检测发现，OA患者软骨及OA模型小鼠软骨中TTP的mRNA及蛋白水平均显著降低；在原代软骨细胞中，IL-1β刺激早期TTP短暂升高，随后持续下降，提示慢性炎症可能导致TTP耗竭。
3.2 TTP对骨关节炎软骨具有保护作用
体外敲低TTP导致软骨细胞ECM分解代谢增强、合成代谢减弱，糖胺聚糖含量减少，细胞衰老增加；体内软骨细胞特异性TTP敲除加重CIOA及DMM模型小鼠的软骨破坏、蛋白聚糖丢失及滑膜炎。相反，过表达TTP可逆转上述表型，改善软骨结构及功能。
3.3 TTP靶向并结合降解CMPK2 mRNA
RNA测序及验证显示，TTP敲低后CMPK2表达显著上调；RIP及mRNA衰减实验证实TTP直接结合CMPK2 mRNA的3′-UTR并促进其降解；双荧光素酶报告实验进一步验证了该结合位点。OA软骨中CMPK2表达升高，且与TTP水平呈负相关。
3.4 敲低CMPK2减轻骨关节炎软骨损伤
软骨细胞及OA模型中敲低CMPK2可恢复ECM代谢平衡，减少细胞衰老，改善软骨组织学评分，提示CMPK2是介导OA损伤的关键分子。
3.5 敲低CMPK2减少胞质mtDNA积累并抑制cGAS/STING/NF-κB激活
CMPK2敲低减少了IL-1β刺激下软骨细胞胞质中mtDNA的释放，降低了第二信使cGAMP的水平，并抑制了cGAS/STING/NF-κB信号通路的激活；外源性mtDNA刺激可诱导软骨细胞OA样表型及炎症通路活化。
3.6 敲低CMPK2可挽救TTP缺失引起的OA表型
在TTP敲低的软骨细胞及软骨特异性TTP敲除小鼠中，抑制CMPK2可逆转ECM代谢紊乱、mtDNA胞质释放及炎症通路激活，证实CMPK2位于TTP下游介导其功能。
3.7 牛蒡子苷元以TTP依赖性方式发挥软骨保护作用
牛蒡子苷元处理可在体外及体内通过激活TTP降低CMPK2表达，抑制cGAS/STING/NF-κB通路，减轻OA病理改变；而在TTP敲低的软骨细胞中，牛蒡子苷元无法发挥保护作用。
在讨论部分，研究人员指出慢性炎症导致TTP耗竭可能是OA进展的重要机制，首次揭示软骨细胞CMPK2通过促进mtDNA胞质释放激活cGAS/STING/NF-κB通路参与OA发病，并证实牛蒡子苷元作为TTP激活剂的潜在治疗价值。研究同时指出局限性，包括未阐明TTP下调的具体诱因、可能存在其他TTP靶基因、未评估牛蒡子苷元的药代动力学及毒性、仅使用雄性小鼠等问题。
结论部分强调，TTP通过转录后调控CMPK2抑制mtDNA胞质释放及cGAS/STING/NF-κB信号通路，从而保护软骨并延缓OA进展；牛蒡子苷元以TTP依赖方式发挥治疗作用，为OA的疾病修饰干预提供了新的分子靶点及候选药物。
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