Nature Commun | 揭示皮膚衰老加重骨關節炎新機制

骨關節炎（OA）是一種常見的退行性關節疾病，主要表現為關節疼痛、僵硬和功能障礙，嚴重影響老年人生活質量，目前尚無能夠改變疾病進程的獲批療法。傳統觀念認為OA是關節軟骨的“磨損”所致，但近年研究表明，慢性低度炎癥在OA發病中扮演著核心角色。皮膚作為人體最大的器官，其屏障功能隨年齡增長而衰退，呈現衰老和炎癥表型，并可能向全身釋放炎癥因子，影響包括關節在內的遠端器官。然而，皮膚炎癥如何調控OA發展，其具體分子機制尚不清楚。

2026年1月14日，南方醫科大學第三附屬醫院廣東省骨科研究院、廣東省骨科研究所骨與關節退行性疾病重點實驗室的李凱教授、白曉春教授和黃彬教授團隊，在《自然·通訊》上發表了一項題為《衰老皮膚通過增強的IL-36R信號加重實驗性骨關節炎》的重要研究。該研究首次系統揭示了衰老皮膚作為炎癥源頭，通過特定的細胞因子信號通路加劇骨關節炎進展的全新機制，并創新性地提出了基于微針的皮膚靶向治療策略。

研究首先利用D-半乳糖誘導或基因敲除（Zmpste24 cKO）構建了皮膚早衰小鼠模型，并施以關節手術誘導OA。結果發現，與對照組相比，皮膚早衰小鼠的OA病變顯著加重，表現為更嚴重的軟骨破壞、滑膜炎和骨贅形成，疼痛也更明顯。而若在誘導OA的同時移除衰老皮膚，則能顯著減輕這些關節損傷和疼痛癥狀。這直接證明了衰老皮膚能夠通過“皮膚-血清-關節”的交互作用，促進創傷后OA的進展。

為了探尋背后的分子機制，研究者對年輕與衰老小鼠的皮膚組織進行了蛋白質組學分析，發現衰老皮膚角質形成細胞中一種名為IL-36受體拮抗劑（IL-36Ra）的蛋白表達顯著下降。進一步實驗證實，在衰老的小鼠和人類皮膚角質形成細胞中，IL-36Ra表達均降低，而其拮抗的激動劑（IL-36α/β/γ）表達則升高，并釋放到血清和關節組織中。這表明衰老皮膚角質形成細胞功能失衡，導致了系統性IL-36激動劑水平上升。

研究人員隨后構建了在表皮角質形成細胞中特異性敲除IL-36Ra的小鼠（IL-36Ra-cKO）。該模型小鼠即使沒有手術，也會隨年齡增長出現自發的關節退變和疼痛。在手術誘導OA后，其關節損傷程度遠重于對照小鼠。機制上，IL-36Ra的缺失導致皮膚和關節組織中的NF-κB、MAPK和JAK-STAT等關鍵促炎信號通路被強烈激活，形成了持續的炎癥微環境。

那么，這些來自皮膚的IL-36激動劑作用于關節的哪些細胞呢？研究發現，在OA關節中，IL-36受體（IL-36R）主要表達于軟骨細胞和滑膜成纖維細胞上。用衰老角質形成細胞的上清液刺激這兩種細胞，會引發軟骨細胞的分解代謝增強、衰老加速，以及滑膜成纖維細胞的遷移能力增強、炎癥因子分泌增加。而加入外源性IL-36Ra或敲低IL-36R，則可以逆轉這些有害效應，明確了IL-36R信號是連接皮膚衰老與關節病變的關鍵橋梁。

基于上述機制，研究團隊探索了干預策略。關節腔內注射IL-36Ra蛋白或敲低IL-36R，能有效減輕包括皮膚衰老模型在內的多種小鼠的OA病變。為了克服頻繁關節注射的臨床不便，他們創新性地開發了可溶解的微針貼片，分別負載小鼠IL-36Ra蛋白或已獲批用于治療膿皰型銀屑病的人源IL-36R拮抗劑Spesolimab。將這種微針貼片直接插入皮膚，可實現藥物的緩釋。實驗證明，該療法能有效降低皮膚和血清中的IL-36激動劑水平，顯著改善皮膚衰老小鼠及IL-36Ra敲除小鼠的OA病理變化和關節疼痛，效果與關節內給藥相當，且更為便捷。