Spinal neuromotor rehabilitation using a portable isokinetic training robot
使用便携式等速训练机器人进行脊髓神经运动康复
NATURE 2026
大多数下肢辅助机器人旨在主动协助步态，但未考虑长期的神经肌肉适应性。本文介绍一种轻量化（0.96 kg）的机器人，可提供等速阻力训练，以在康复后维持神经肌肉功能恢复。该设备结合了可变刚度机构与可逆驱动阻尼电机，为脊髓性肌萎缩症（SMA）II型患儿提供安全、便携且可定制的阻力训练。在一项包含六名此类儿童参与者的临床试验中（NCT06648486），经过6周的机器人辅助训练后，下肢运动能力显著改善。参与者平均坐位膝关节屈曲角度从干预前的111°降至104°，实现了约7°的改善；同时双侧膝关节功能明显提升：峰值扭矩增加130%，活动范围（ROM）增加51%，工作效能提高97%。观察到股四头肌在生理学上出现肥大（解剖横截面积（ACSA）增加12%；体积增加19%；生理横截面积（PCSA）增加21%），同时股神经传导速度增强（复合肌肉动作电位（CMAP）增加19%），这些均体现了与功能改善相一致的生理变化。值得注意的是，参与者在停止等速训练并恢复常规物理治疗后，仍能保持上述改善效果。这些结果表明，即使短暂暴露于可穿戴机器人提供的等速阻力训练，也可能促进持久的神经肌肉恢复。
可穿戴机器人进行等速阻力训练，使患有SMA II型的青少年能够实现无辅助站立运动。a. 患有SMA II型的青少年最初无法在没有外部支持（允许自助）的情况下从典型坐姿起身。若不进行干预，他们的运动功能通常在发病后随年龄增长而趋于稳定或持续下降。生存运动神经元1（SMN1）基因的缺失或突变导致SMN蛋白缺乏，从而引起肌肉萎缩和无力。目前的康复策略主要采用等张力和等长训练、神经调控方法（如非侵入性经皮脊髓刺激（tSCS）3和硬膜外脊髓刺激（SCS）），以及辅助机器人。b. 通过本实验中的可穿戴机器人进行等速膝关节伸展训练后，受试者实现了无需外部支撑的站立能力（允许自助）。受试者表现出膝关节伸展力量和活动范围的改善，以及传出肌群激活增强，与持续独立地从坐位转换至站立的能力相一致。
Task-agnostic exoskeleton control via biological joint moment estimation
通过生物关节力矩估计实现任务无关的外骨骼控制
NATURE 2024
下肢外骨骼有望改变我们的运动方式，但目前最先进的控制器无法适应从周期性、可预测到临时性、非结构化等丰富多样的人类行为。我们提出了一种任务无关的控制器，该控制器基于深度神经网络对下肢生物关节力矩的即时估计，为用户提供辅助支持。通过在闭环中同时估计髋关节和膝关节的力矩，我们的方法实现了多关节协调辅助，并集成于自主式、穿戴式外骨骼系统中。在28项活动中（涵盖周期性行走至非结构化任务，例如被动徘徊和高速侧向切割）部署后，该网络对髋关节和膝关节力矩的估计准确率平均达到0.83，与真实值相比具有较高的R²值。此外，我们的方法显著优于基于样条和阻抗参数构建的最佳任务分类器方法。在对十项活动（包括平地行走、跑步、举起25磅（约11公斤）重物以及蹬腿动作）进行测试时，我们的控制器相比零扭矩状态显著降低了用户的能量消耗（代谢成本或下肢生物关节工作量，具体取决于任务），降幅范围为5.3%至19.7%，且在各项活动中均未对手动控制器进行任何修改。因此，这种与任务无关的控制器能够使外骨骼系统在广泛的人类活动中辅助用户，这正是实现现实应用所必需的。
a. 该方法通过深度神经网络对用户生物关节力矩进行估计，持续且无缝地为髋关节和膝关节提供辅助扭矩。由于控制依据的是连续的生理变量，因此无需任务分类；同一控制律可有效适用于人类运动的整个范围。图中显示的时间序列展示了我们的控制方法在所示任务上的平均性能，其中包含代表性参与者平均曲线。伸展（ext., extension）。b. 构建了一套自主式髋膝外骨骼系统，能够采集多种传感模式，并在广泛移动任务中提供辅助支持。c. 混合设计结合了柔软织物与半刚性结构部件，以高效将外骨骼辅助传递至髋关节和膝关节。人机交互界面采用零拉伸编织布料，以高效传递力量，而覆盖关节的低拉伸针织布则有助于避免对用户活动范围的限制。髋部与膝部之间具有结构上的顺应性以及被动的平移自由度，可在保持执行器对齐的同时实现髋关节的内收、外展和旋转。
Translational genomics of osteoarthritis in 1,962,069 individuals
1,962,069名个体的骨关节炎转录组学研究
NATURE 2025
骨关节炎是仅次于痴呆和糖尿病的第三大增长最快的与残疾相关的健康状况。到2050年，全球骨关节炎患者总数估计将达到10亿。由于骨关节炎尚无改善疾病的治疗方法，因此迫切需要更好地了解疾病的病因病理。在本研究中，我们对多达489,975例病例和1,472,094例对照进行了全基因组关联研究荟萃分析，建立了962个独立关联，其中513个之前未见报道。利用单细胞多组学数据，我们确定了胚胎骨骼发育通路中的信号富集。我们整合了正交的证据线，包括主要关节组织的转录组、蛋白质组和表观基因组谱，并涉及700个效应基因。在这些数据中，我们发现罕见编码变异体负担关联的效应量始终高于常见频率变异体关联。我们强调了8个生物学过程，我们发现多个效应基因的聚合参与，包括生物钟，神经胶质细胞相关的过程和在骨关节炎中起确定作用的通路（TGFβ， FGF， WNT， BMP和维甲酸信号传导，以及细胞外基质组织）。我们发现，10%的效应基因表达的蛋白质是已批准药物的靶点，这提供了可加速转化的再利用机会。
A multi-omic atlas of human embryonic skeletal development
人类胚胎骨骼发育的多组学图谱
NATURE 2024
人类胚胎骨骼和关节的形成由新生骨骼中前体细胞的协调分化所决定。这些细胞在发育过程中所遵循的谱系特化机制，包括其细胞状态、表观遗传过程及关键调控因子，至今仍不明确。本研究通过对约33.6万个细胞核液滴进行配对的转录组与表观基因组分析，并结合空间转录组学技术，构建了受精后5至11周内人类胚胎关节与颅骨发育的多组学图谱。我们采用转录组与表观基因组数据的联合建模方法，揭示了胚胎骨骼各区域四肢与颅骨骨前体细胞的特异性发育轨迹，并进一步阐明调控软骨膜内骨化和软骨内骨化的相关调控网络。利用一种新型工具ISS-Patcher，在原位测序数据中对细胞簇的空间定位结果，揭示了骨与关节形成过程中前体细胞的分区机制。通过轨迹分析，我们预测了人软骨细胞可能源自施万细胞的非经典细胞起源。我们还推出了SNP2Cell，这是一种将细胞类型特异性调控网络与多基因性状（如骨关节炎）关联的工具。通过本研究中构建的骨祖细胞发育轨迹，我们对导致单基因性颅缝早闭的基因进行了体外模拟干扰，并揭示了潜在的细胞状态和疾病机制。这项工作构建了一个详细且动态的骨骼与软骨成熟调控图谱，进一步深化了我们对人类骨骼发育中细胞命运决定的基本理解。
a. 五个主要解剖区域的解剖学采样方法。上图显示，颅骨内的起始细胞由前后轴（A–P轴）决定。我们按照这些标准分区进行采样。切口如蓝色虚线所示（上方）。附肢区域的采样范围标示在黑色虚线内（下方）。下图展示了：（1）间充质的初始凝集；（2）关节初期由区域间细胞确定关节位置；（3）关节区域内的软骨形成过程。b. 根据年龄和所采样解剖区域对样本供体（n = 12）的概览；不同染色方法在图例中表示。所采样时间线上的形态事件及变化（左下）展示；本研究生成的Multiome数据所进行的关键分析结果也列于右侧。g1，基因；r，区域；TF，转录因子。c. 膝关节组织切片的苏木精-伊红染色，用于展示空化前后的结构特征。在空化发生前，间区（IZ）已存在，并在空化后与关节间隙分隔开来，此时出现软组织结构，包括韧带。CL为十字韧带；FEM为股骨；MEN为半月板；PAT为髌骨；TIB为胫骨。图像来自两名供体的切片示意图。d，使用ISS探针检测到的标记基因位于图中所示组织样本上。白色线条标出骨骼区域，星号表示肱骨中的软骨（HUM）和锁骨中的骨（CLA）。ACR为肩胛骨。图像来自三名供体。e，利用从snRNA和snATAC数据计算出的MultiVI潜在变量，对数据集进行均匀流形逼近与投影（UMAP）嵌入。颜色代表细胞簇的分区。f，不同解剖部位的细胞类型相对丰度。各采样解剖区域中细胞簇分区比例的条形图显示，各解剖区域中间充质细胞簇占主导地位。
Ageing stem cells in the knees drive arthritis damage
膝盖中的衰老干细胞导致关节炎损伤
NATURE 2025 highlight
骨关节炎是一种影响全球逾5亿人的退行性关节疾病，一种独特的干细胞群有助于驱动骨关节炎。
北京放射医学研究所的李佩琳和她的同事从三个接受膝关节重建手术的人的胫骨的膝关节末端采集了组织。这些样本包括软骨以及关节内壁的骨组织。作者分析了单个细胞和组织之间的基因表达。
分析确定了一个特定的干细胞群体，驻留在骨和软骨的界面。这些干细胞表达高水平的与细胞衰老相关的基因。
作者识别了干细胞表面的表皮生长因子受体结构。在同一组织中发现的免疫细胞会产生与受体结合的表皮调节蛋白，从而导致骨骼的异常生长。
通过对患有啮齿类动物骨关节炎的小鼠进行研究，作者阻断了动物的表皮调节素表达，并发现这种治疗改善了小鼠的症状。研究人员表示，他们的结果确定了治疗骨关节炎的一个可能的新靶点。
Synovial fluid as a complex molecular pool contributing to knee osteoarthritis
作为影响膝关节骨性关节炎的复杂分子成分的滑液
nature reviews rheumatology 2025
滑液的主要稳态功能是关节润滑。然而，在膝骨关节炎（KOA）期间，滑液会因疾病驱动因素而发生改变，这些因素会导致症状（疼痛）和关节相关病理变化。作为来自全身循环及局部组织（包括软骨、软骨下骨、滑膜和髌骨下脂肪垫）的因子的“吸收池”，滑液能够促进双向交流，从而推动KOA的发生机制。滑液成分也可能在血液循环中被检测到，不仅可作为可及性生物标志物，还可能成为由KOA引发的全身性效应的潜在介质。沉积在滑液中的因子能够影响神经系统活动，作用于从背根神经节整合至关节组织的神经突触。在KOA中，非编码RNA（如微小RNA、长链非编码RNA、环状RNA）、代谢物、细胞因子以及滑液中其他分泌蛋白已逐渐成为疾病进展、治疗效果和疼痛的生物标志物。这些分子可能还作为骨关节炎（KOA）的分子介导因子发挥作用，因此可成为治疗干预的候选靶点。本文综述了过去四年中发表的文献，重点聚焦于滑液中已识别出的生物标志物及KOA症状和病理过程的分子介导因子。同时，还讨论了针对滑液中分子介导因子的新颖治疗策略。
Circulating miR-126-3p is a mechanistic biomarker for knee osteoarthritis
循环中的 miR-126-3p 是膝关节骨性关节炎的生物学标志物
nature communications 2025
骨关节炎是全球范围内导致疼痛和残疾的主要原因之一，但目前尚无经过验证的可溶性生物标志物或疾病修饰治疗手段。鉴于微小RNA（miRNA）作为具有潜力的机制性生物标志物，可被靶向治疗，本研究旨在识别并优先筛选与X线影像学显示的膝关节骨关节炎相关的、可重复的循环miRNA。在四个独立队列中，我们发现循环miR-126-3p在膝关节骨关节炎患者中显著升高，而对照组则较低。在六种主要的人类膝关节骨关节炎组织中，miR-126-3p在软骨下骨、脂肪垫和滑膜中表达最高，在软骨中表达最低。在膝关节骨关节炎的手术小鼠模型中，通过静脉注射和关节内注射miR-126-3p模拟物，我们观察到雄性动物的疾病严重程度有所降低。在人类膝关节骨关节炎生物样本中，miR-126-3p模拟物处理可减少与血管生成相关的基因和标志物，以及与成骨、脂肪形成和滑膜炎相关的基因——这些过程均是血管生成的继发性过程。我们的研究结果表明，miR-126-3p在膝关节骨关节炎中表达升高，并可减轻疾病严重程度，支持其作为生物标志物和治疗靶点的潜力。
Novel approaches to the stratified management of knee osteoarthritis
膝关节骨性关节炎的分层管理新方法
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2025
膝关节骨性关节炎是一种极为常见的关节疾病，会带来严重的健康问题。如果想要在膝关节骨性关节炎的治疗方面取得突破性进展，就需要采用新的患者分层方法，以便为每位患者找到最有效的治疗方案。目前有多种方法可用于对膝关节骨性关节炎患者进行分层：患者的临床表现、合并症以及疼痛程度等因素都会影响治疗决策。在利用影像学标志物来识别病情可能恶化的患者方面，既有传统的 X 光检查，也有近年来发展起来的 MRI 技术。后者尤其有助于检测滑膜炎。随着新型生化标志物的研发以及“组学”技术的快速发展，这些技术有望被更好地应用于膝关节骨性关节炎患者的分层治疗中。该地区的健康经济状况仍在不断发展中，初步研究结果表明，有必要开展进一步的调查研究。
Power-free knee rehabilitation robot for home-based isokinetic training
用于家庭等环境中的等长训练的无电源膝部康复机器人
NATURE COMMUNICATIONS 2025
机器人辅助的等长训练已被广泛用于膝关节康复治疗。不过，现有的康复设备通常体积庞大、重量沉重，且能耗极高，这限制了康复治疗只能在指定的医院进行。在这项研究中，我们开发了一种高度集成、重量仅为 52 公斤的膝关节康复机器人。该机器人无需外部电源即可实现居家等长训练。通过将电机、扭矩/角度传感器、控制电路和能量回收电路集成在一个驱动模块中，该机器人能够利用训练者自身的机械能来实施训练。共有 10 名术后患者参与了这项随机对照试验（ChiCTR2300076715，第一部分）。实验组中接受训练的腿部肌肉面积明显大于对照组。主要研究结果表明：接受训练的股四头肌肌肉增长了 5.93%。使用我们的机器人进行康复训练后，患者的腘绳肌力量提升了 10.27%，股四头肌力量则提升了 70%，腘绳肌力量提升了 84%。这些成果均优于现有的商业康复设备。由此可见，我们的机器人是家庭中进行膝关节康复治疗的理想选择，大大提升了有效治疗的可及性。
Denosumab attenuates knee osteoarthritis progression by inhibiting synovial inflammation via the RANK/TRAF6/FSTL1 signalling
Denosumab 通过抑制 RANK/TRAF6/FSTL1 信号通路来减轻滑膜炎症，从而延缓膝关节骨性关节炎的进展。
NATURE COMMUNICATIONS 2025
最近的研究表明，滑膜炎是骨关节炎发展的一个关键早期阶段。抑制滑膜炎能够显著缓解骨关节炎的症状。Denosumab 是一种针对 RANKL 的单克隆抗体，最初是用于治疗骨质疏松症的。在本研究中，我们探讨了 Denosumab 对成纤维细胞样滑膜细胞的作用：它能够减轻滑膜炎，从而延缓骨关节炎的进展。首先，我们发现，在骨关节炎小鼠的膝关节滑膜中，以及人类患者体内，RANKL 的表达水平都很高。接着，我们发现，当 Denosumab 被全身注射后，它会聚集在滑膜中，通过 RANK/TRAF6/FSTL1 信号通路有效减轻滑膜炎。这一效果在创伤后、炎症性及老年性骨关节炎的小鼠模型以及比格犬的骨关节炎模型中都得到了验证，从而延缓了骨关节炎的进展。最后，我们进行了一项单组临床试验，主要评估了 VAS 和 OKS 评分作为主要指标，WOMAC 评分和不良事件发生率作为次要指标。研究表明，狄诺单抗能够缓解滑膜炎和疼痛，从而改善膝关节骨性关节炎患者的关节功能。这些研究结果为将狄诺单抗用于临床治疗膝关节骨性关节炎提供了科学依据。
Safety and immunogenicity of PPV-06, an active anti-IL-6 immunotherapy targeting low-grade inflammation against knee osteoarthritis: a randomized, double-blind, placebo-controlled, clinical phase 1 study
PPV-06 的安全性和免疫原性研究：这是一种针对膝骨性关节炎引起的低度炎症而设计的主动型抗 IL-6 免疫疗法。这是一项随机、双盲、安慰剂对照的 1 期临床研究。
NATURE COMMUNICATIONS 2025
骨关节炎是一种令人痛苦的关节疾病，目前仍缺乏有效的治疗手段，因此亟需新的治疗方案。在这项研究中，我们评估了 PPV-06 的安全性（主要评估指标）和免疫原性（次要评估指标）。PPV-06 是一种针对 IL-6 的免疫疗法，旨在减轻低度炎症对疾病进展的负面影响。共有 24 名患有炎症性膝骨关节炎的受试者参与了这项随机、安慰剂对照的 1 期临床试验（NCT04447898）。受试者被分为三组：一组接受低剂量 PPV-06（10 微克，n=9），一组接受高剂量 PPV-06（50 微克，n=9），另一组则接受安慰剂（n=6）。研究结果显示，无论是 PPV-06 组还是安慰剂组，都没有出现任何剂量限制性的毒性反应。三组受试者中不良事件的发生率相似，主要表现为与疫苗使用相关的轻度至中度不良反应，如注射部位硬结、瘙痒、红斑和头痛。所有接受 PPV-06 治疗的受试者都产生了抗 IL-6 抗体。有趣的是，那些具有更强 IL-6 中和能力的受试者，其临床效果更好，这一结论是通过 KOOS 评分的变化得出的。这些研究结果表明，PPV-06 有望成为治疗膝骨性关节炎的有效疗法。
Semaglutide alleviates knee osteoarthritis pain in persons with obesity
Semaglutide 有助于缓解肥胖人群的膝关节骨性关节炎疼痛
NATURE AGING 2025
在本研究中，研究人员报告了STEP 9试验（NCT05064735）的结果。该试验是一项为期68周、多中心、双盲、随机、安慰剂对照的临床试验，旨在评估皮下注射胰高血糖素样肽1受体激动剂西格列汀（2.4 mg）对来自11个国家61个研究中心的407名肥胖患者（体重指数≥30）的有效性。这些患者同时被临床诊断为中度膝骨关节炎及中至重度疼痛。所有安慰剂组和治疗组的参与者均接受了低热量饮食和运动指导。作为主要终点指标，研究人员评估了从基线到第68周时体重百分比变化以及西方安大略大学与麦克马斯特大学骨关节炎指数（WOMAC）疼痛评分的变化（评分越高，表示结果越差）。次要终点包括体重减轻比例（≥5%或≥10%）、WOMAC评分和36项简明健康调查（SF-36）中的身体功能评分、腰围、僵硬感、疼痛强度以及止痛药使用情况。研究人员还记录了与司美格鲁肽或安慰剂使用相关的严重不良反应。
Methotrexate does not improve knee OA
甲氨蝶呤无法改善膝关节骨性关节炎症状
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2025
临床试验结果表明，甲氨蝶呤可能对手部骨关节炎（OA）是一种有效的治疗手段，尤其是在存在炎症的情况下。然而，该疗法对伴有炎症的膝关节骨关节炎的有效性尚不明确。目前，MESKO试验的结果显示，在52周随访期间，低剂量甲氨蝶呤并未改善膝关节骨关节炎患者疼痛或积液滑膜炎症状。
这项在中国11个地区开展的试验中，215名患有膝关节骨关节炎并经MRI检查发现有积液滑膜炎的患者被随机分配至甲氨蝶呤组（每周最大剂量15毫克）或安慰剂组；其中175名参与者完成了52周的随访。在基线到第52周期间，膝关节疼痛的平均变化值（以0–100毫米视觉模拟量表（VAS）评估）在甲氨蝶呤组和安慰剂组之间无显著差异（−29.5毫米 vs −29.8毫米）。此外，在52周随访期间，两组在MRI测量的膝关节积液滑膜炎最大面积的平均变化值（−0.2 cm² vs −0.3 cm²）以及所有预先设定的次要结局指标上均无显著差异。
CD142+ synovial fibroblasts attack the meniscus in knee RA Rheumatoid arthritis
在膝关节类风湿性关节炎中，CD142+滑膜成纤维细胞会攻击半月板。
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2025
在类风湿性关节炎（RA）患者中，不到10%的人会出现严重的膝关节损伤并接受全膝关节置换术（TKA）。虽然已知膝关节RA会导致半月板和软骨受损，但半月板损伤对疾病严重程度的相对贡献尚不明确。
对因类风湿性关节炎或骨关节炎而接受TKA手术的患者进行X线评估显示，前者半月板损伤更为广泛。这促使Sun等人研究膝关节RA中半月板损伤的机制。研究人员利用单细胞RNA测序技术，分析了接受TKA手术的重度膝关节RA患者的软骨、滑膜及半月板组织活检中的细胞群体。分析结果发现，存在一种表达表面标志物CD142的滑膜成纤维细胞亚群，其具有侵袭性和增殖性表型，并可能与半月板细胞发生细胞-细胞相互作用。
APOE in fat pad and synovium contributes to knee OA
脂肪垫和滑膜中的 APOE 蛋白会加剧膝关节骨性关节炎的发展。
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2024
滑膜和髌骨下脂肪垫（IFP）是直接接触滑膜基底层的一种特殊白色脂肪组织，两者在关节稳态维持以及膝骨关节炎（OA）的进展中均发挥重要作用。最新研究揭示了这些组织中OA发病机制所涉及的细胞及信号通路，并提示载脂蛋白E（APOE）可能成为一种新型的疾病修饰型OA治疗靶点。
通过体外RNA速度分析发现，位于滑膜基底层的间充质干细胞（MPCs）具有两种不同的命运：它们或通过前脂肪细胞分化为IFP中的成熟脂肪细胞，或通过中间成纤维细胞分化为基底层成纤维细胞。这些结果表明IFP与滑膜之间存在关联，可能构成一个整合性的组织单元。
Precision weight management in people with knee osteoarthritis and overweight or obesity
膝关节骨性关节炎患者以及超重或肥胖人群的精准体重管理
STEP 9试验的结果表明，西格列汀可改善膝关节骨关节炎相关的症状。研究结果支持将体重管理药物治疗作为膝关节骨关节炎管理的一种可行选择，但需考虑其成本效益、毒性风险以及反弹效应的可能性。
Rethinking early-stage knee osteoarthritis beyond radiography
重新审视 X 光检查之外的早期膝关节骨性关节炎问题
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2026
早期结构阶段的有症状膝关节骨关节炎可能为干预提供窗口期。即使没有明确的X线骨关节炎表现，有症状的膝关节也可能在MRI上显示出可检测到的结构性关节改变；然而，必须权衡MRI更高的敏感性与过度诊断和过度治疗的风险。
Denosumab targets synovial inflammation to attenuate knee OA
狄诺单抗通过抑制滑膜炎症来缓解膝关节骨性关节炎症状。
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2026
RANKL是骨关节炎（OA）中异常骨重塑的关键调控因子。在一项IIa期试验中，使用地诺单抗靶向RANK-RANKL通路，显示出改善侵蚀性手部OA的效果。然而，该药物缓解OA的确切机制尚不明确。现在，《自然通讯》上的一项研究为膝关节OA的这些机制提供了新的见解。
研究人员首先发现，滑膜中RANK和RANKL的高表达，尤其是在成纤维细胞样滑膜细胞（FLSs）中，与小鼠和人类的OA密切相关。在三种啮齿类OA模型（创伤后、炎症性和年龄相关模型）中，地诺单抗治疗可减少免疫细胞浸润和异常骨重塑，并改善滑膜炎和疼痛症状。在对比格犬进行膝关节OA治疗时，也观察到了类似的结果。
Recent advancements in cartilage tissue engineering innovation and translation
软骨组织工程领域的最新创新成果与实际应用进展
关节软骨原本有望成为最早被成功研发出来的人工组织之一。但时至今日，可用于修复关节软骨的产品仍然很少，且存在诸多局限性。例如，在全球范围内现有的各种细胞基产品中，只有一种产品被批准用于非膝关节的修复；没有一种产品适用于严重的骨关节炎或类风湿性关节炎的治疗；在美国，也只有一种产品获得了上市批准。不过，随着关节软骨组织工程技术的不断进步，有望很快能开发出新的关节软骨修复产品。要了解这一领域的潜力，有必要先了解一下目前用于关节软骨修复的组织工程产品，尤其是那些基于细胞的疗法。在细胞来源、生物活性刺激物以及是否需要使用支架等方面取得的进展，都将有助于推动相关治疗方法的研发。由于炎症环境对治疗过程有着重要影响，因此针对炎症环境进行相应的工程化处理也是必要的。在患有骨关节炎或类风湿性关节炎的关节中，植入物必须能够有效抵御免疫系统的攻击。要将更多的软骨修复产品推向市场，就需要了解这些产品实现商业化的具体途径。目前的进展有望有助于将来将人工软骨产品成功应用于临床，从而造福那些患有软骨损伤和关节炎的数百万人患者。
在这篇综述中，我们探讨了目前用于修复关节软骨的组织工程技术的发展现状。重点介绍了细胞来源、生物活性刺激因子以及支架材料方面的最新进展。同时，也分析了骨关节炎和类风湿性关节炎所导致的炎症性关节环境所带来的挑战。
Biological markers and psychosocial factors predict chronic pain conditions
生物标志物和心理社会因素可以用来预测慢性疼痛的情况 NATURE HUMAN BEHAVIOUR 2025
慢性疼痛是一种由多种因素引起的疾病，其诊断和预后都颇具挑战性。因此，寻找能够用于分类和预测慢性疼痛的生物标志物显得非常重要。在这项涉及 523,000 多名参与者的研究中，我们利用机器学习技术，分析了来自英国生物银行的多种生物数据，试图找出与 35 种与疼痛相关的疾病（如类风湿性关节炎和痛风）或自我报告的慢性疼痛（如背痛和膝痛）相关的生物标志物。来自血液免疫检测、脑部和骨骼成像以及基因检测的生物标志物在预测与慢性疼痛相关的疾病方面效果显著（曲线下面积 AUC 为 0.62-0.87），但在预测自我报告的疼痛方面效果较差（AUC 为 0.50-0.62）。值得注意的是，所有生物标志物在结合心理社会因素后，都能更准确地预测各种疾病（AUC 为 0.69-0.91）和自我报告的疼痛（AUC 为 0.71-0.92）。这些研究结果强调了在开发生物标志物时必须采取整体性的方法，才能提升其临床应用价值。
Glucagon-like peptide-1 receptor agonists in arthritis: current insights and future directions
关节炎治疗中的胰高血糖素样肽-1 受体激动剂：当前研究进展与未来发展方向
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2025
全球近六分之一的成年人患有肥胖症。过度脂肪堆积是一种促炎状态，与多种类型的关节炎风险增加、关节炎活动度和/或严重程度升高以及对某些治疗反应不佳相关。肥胖是心血管疾病的重要危险因素，而心血管疾病是骨关节炎（OA）、痛风、类风湿性关节炎、银屑病性关节炎和轴索强直性脊柱炎等常见关节炎患者的主要死因。由于具有多效作用，包括减重、改善生存率以及降低重大心血管和肾脏事件的风险，胰高血糖素样肽-1受体激动剂（GLP-1RA）已成为治疗关节炎合并肥胖或2型糖尿病患者的有前景的治疗选择。在关节炎相关的体外及临床前动物实验中，已发现GLP-1RA具有独立于减重的抗炎和软骨保护特性。在膝关节骨关节炎方面，临床数据表明GLP-1RA可改善疼痛和功能，并降低手术干预的风险；然而，其对骨关节炎发病率的影响仍不完全明确。证据表明，GLP-1受体激动剂并不直接预防痛风发作，但对管理与痛风及其他关节炎常见的心血管代谢疾病具有疗效。仍需进一步研究以明确GLP-1受体激动剂对类风湿性关节炎、银屑病性关节炎和轴索脊柱关节炎的发病率、疾病活动度及病情进展的影响。
CD142-positive synovial fibroblasts drive meniscus destruction in rheumatoid arthritis
在类风湿性关节炎中，CD142 阳性的滑膜成纤维细胞是导致半月板损伤的罪魁祸首
NATURE COMMUNICATIONS 2025
先前的研究表明，骨骼和软骨的损伤是类风湿性关节炎导致关节破坏的主要机制。不过，半月板在其中的角色至今尚未得到充分研究。本研究发现，CD142+滑膜成纤维细胞是一种存在于正常及骨关节炎滑膜中的细胞亚群。在类风湿性关节炎滑膜中，这类细胞的数量增加，并且分布在滑膜的内层。将 CD142+成纤维细胞注射到 DBA/1 雄性小鼠的膝盖中，会导致半月板受损，但对软骨的影响较小。ABCC4 在 CD142+成纤维细胞中高度表达；通过 MK571 阻断 ABCC4 的活性，可以抑制 CD142+成纤维细胞通过 cAMP/PKA 信号通路引发的半月板破坏。对类风湿性关节炎患者的长期随访表明，滑膜内层中 CD142+成纤维细胞数量较多，这是导致膝关节严重破坏甚至需要接受全膝关节置换术的风险因素。我们的研究结果表明，CD142+成纤维细胞可以作为评估预后的指标，同时也可作为治疗靶点，从而抑制半月板的破坏，进而减轻类风湿性关节炎对膝关节的损害。
Estimation of joint torque in dynamic activities using wearable A-mode ultrasound
利用可穿戴式 A 模式超声技术估算动态活动中的关节扭矩
NATURE COMMUNICATIONS 2024
人体始终处于各种机械性负荷之下。然而，要准确量化肌肉骨骼系统内部所承受的负荷却相当困难，尤其是在进行各种动态活动时。传统的测量方法仅适用于实验室环境，而现有的可穿戴式测量设备则缺乏对不同肌肉的识别能力，也无法在动态运动过程中进行有效测量。在这里，我们提出了一种利用可穿戴式 A 型超声技术来估算不同肌肉在各种动态活动中的关节扭矩的方法。首先，我们利用单元素超声换能器来监测肌肉厚度的变化。接着，我们在受控的等速收缩过程中测量了肘部和膝盖的扭矩，其误差小于 7.6%，决定系数 R2 则高于 0.92。最后，我们还展示了该技术在现实世界中的应用效果，包括举重和骑自行车等动态活动。无论是使用跑步机还是进行户外活动，都能有效评估关节在各种实际活动中的扭矩情况。这种能力有助于我们更深入地了解肌肉的功能和运动生物力学机制，从而为预防损伤和康复治疗提供新的思路。
监测人体肌肉骨骼系统中的内部负荷一直是个难题，尤其是在动态运动过程中。本文中，研究人员提出了一种利用 A 型超声波来估算关节扭矩的可穿戴式装置，并证明了该技术在各种实际活动中的有效性。
On-chip 3D potency assay for prediction of clinical outcomes for cell therapy candidates for osteoarthritis
用于预测骨关节炎细胞疗法候选药物的临床疗效的芯片级 3D 分析技术
NATURE COMMUNICATIONS 2025
目前缺乏针对细胞产品的临床预测性活性检测方法，严重阻碍了这些疗法的转化应用。本研究描述了一种微流控芯片式三维系统，用于快速评估在一项III期多中心试验（NCT03818737）中使用的部分患者来源骨髓穿刺浓缩物（BMAC）样本。该系统对自体细胞用于缓解膝关节骨关节炎疼痛的研究具有重要意义。与二维培养相比，在芯片式三维系统中培养的BMAC临床样本显示出更高的免疫调节蛋白和营养支持蛋白水平。通过结合体外检测结果与匹配患者的临床数据，我们构建了线性回归预测模型以评估临床结局。结果显示，与二维培养相比，芯片式三维平台在交叉验证准确度上表现出更优的临床预测能力。此外，与二维检测相比，芯片式三维检测指标与患者疼痛评分之间的相关性更强。本研究建立了一种预测性能更优的活性检测方法，有助于加速细胞治疗的转化应用。
Molecular biomarker approaches to prevention of post-traumatic osteoarthritis
用于预防创伤后骨性关节炎的分子生物标志物研究方法
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2024
多达 50%的患者在膝关节损伤（如前交叉韧带断裂或急性半月板撕裂）后，10 年内发展为创伤后骨关节炎（PTOA）。下肢体体外关节炎（PTOA）的患病率估计占所有有症状骨关节炎（OA）的>=12%，约为美国 560 万例。了解诱发事件后，可能通过敏感影像和可溶性生物标志物“当场捕捉 PTOA”，通过早期干预预防骨关节炎后遗症。现有的关节损伤生物标志物数据可为 PTOA 的发病机制和早期风险轨迹提供见解，有助于阐明预防或减缓 PTOA 发病的研究议程。非创伤性骨关节炎和体外伤性骨关节炎在临床、放射学和遗传学上有许多相似之处，因此，理解早期创伤性骨关节炎的风险轨迹有助于早期非创伤性骨关节炎的识别和分类，而早期非创伤性骨关节炎是最常见的骨关节炎形式。
在症状出现之前早期发现骨关节炎（OA）具有挑战性。创伤后开放性发作为特定事件后开放性发作的发展提供了模型。在本综述中，作者描述了与创伤后开放性骨关节炎生物标志物相关的现有知识，这些知识也可能适用于早期非创伤性骨关节炎的识别。
分子生物标志物具有监测创伤后骨关节炎（PTOA）轨迹的潜力，作为预防 PTOA 的治疗靶点，以及作为 PTOA 预防策略疗效的指标。关节损伤的早期炎症反应具有急性益处，但随后又会促进体外大瘫痪的发生;抗炎干预的最佳方法和时机尚待确定。生物标志物的表达会随损伤后时间变化;确定 PTOA 轨迹的最佳时机和生物标志物选择尚待确定。损伤后长期提升弹性蛋白酶可识别出高风险体外伤。损伤后胶原生物标志物早期出现，预示着不可逆的关节损伤，暗示可能需要非常早期干预以防止体外大瘫痪。与损伤和手术相关的血管性出血是软骨退化的风险因素，应在临床实践中被更广泛地认识并尽早改善以防止体外大胆大瘫痪。
Small heterodimer partner protects against osteoarthritis by inhibiting IKKβ/NF-κB-mediated matrix-degrading enzymes in chondrocytes
小型异二聚体蛋白通过抑制软骨细胞中由 IKKβ/NF-κB 介导的、能够分解软骨基质的酶，从而有助于预防骨关节炎。
NATURE COMMUNICATIONS 2026
骨关节炎是一种以软骨破坏为特征的常见退行性关节疾病。目前，尚无有效的疗法能够改善骨关节炎的病情。本研究发现，一种名为 SHP（NR0B2）的核受体蛋白在骨关节炎的发病过程中起着关键的调节作用。在骨关节炎患者的软骨中，NR0B2 的表达水平明显降低。在雄性小鼠中，无论是对整个身体还是软骨细胞进行 NR0B2 基因的敲除，都会加剧内侧半月板损伤后出现的疼痛和结构变化。同时，软骨细胞中基质金属蛋白酶 MMP-3 和 MMP-13 的表达也有所增加。相反，通过腺相关病毒在雄性小鼠的膝关节中过表达 NR0B2，可以有效防止因 NR0B2 缺乏而导致的骨关节炎恶化。从机制上看，NR0B2 通过与 IKK 复合物相互作用来抑制 IKKβ激酶的活性，从而降低 NF-κB 信号通路的活动。研究结果表明，NR0B2 通过以 IKKβ/NF-κB 依赖的方式调节那些能够分解软骨基质的酶，从而在骨关节炎的发病过程中起到保护软骨的作用。因此，针对 Nr0b2 的基因治疗可能是一种治疗骨关节炎的有效方法。
The SoftFoot Pro: an anthropomorphic and adaptive soft articulated prosthetic foot
SoftFoot Pro：一种具有人形特征、能够自我适应的柔性假肢脚部装置
NATURE COMMUNICATIONS 2026
具有能量储存与回收功能的假肢脚底过于平坦且僵硬，这不利于适应各种不平坦的地形。这也是导致假肢使用者容易摔倒的原因之一，同时也会迫使使用者采取各种补偿性动作。为了解决这个问题，我们推出了 SoftFoot Pro 这款假肢脚底。它采用灵活且不可伸展的材料制成，能够自动适应各种障碍物，从而增加与地面的接触面积。通过与两名单侧胫骨假肢使用者的对比实验发现，这种自适应设计无论在平坦还是不平坦的地面上，都能有效减少对侧膝盖和双髋的扭矩及能量消耗。由于四肢之间的负荷分布更加均匀，因此可以减少补偿性动作和步态不对称现象，从而使生物力学结构更接近于正常人。这些研究结果有望提升截肢患者的生活质量，有助于提高他们的身体稳定性，同时降低跌倒的风险。
GaitDynamics: a generative foundation model for analyzing human walking and running
GaitDynamics：一种用于分析人类行走和跑步行为的生成式基础模型
NATURE BIOMEDICAL ENGINEERING 2026
了解人类步态的动态特性，包括各种运动和受力情况，对于提升人类的移动能力至关重要。虽然深度学习模型在处理数据方面具有优势，能替代成本高昂的实验室实验和物理模拟，但现有的模型大多是在数据量较小、且数据特征较为单一的条件下训练出来的，它们通常只能预测单一的输出结果。我们开发了 GaitDynamics 这一生成式模型，该模型是在包含多种步态模式的大量数据上训练而成的。因此，它能够灵活处理各种输入数据，同时也能应用于各种临床场景。我们展示了 GaitDynamics 的几个应用场景：(1) 即使缺少某些运动数据，也能高精度地估算出地面反作用力；(2) 不需要进行复杂的实验，就能预测步态变化对膝盖承受力的影响；(3) 能够预测跑步速度增加时，运动数据和受力情况的变化。我们的研究结果证明了 GaitDynamics 的准确性和高效性，表明该技术在预防损伤、治疗疾病以及提升运动表现方面具有巨大潜力。所有数据、代码和训练好的模型均已公开分享。
A multifaceted hybrid ES-robotic device for gait training in individuals with neurological disorders
一种用于帮助患有神经系统疾病的人进行步态训练的、功能多样的混合式 ES 机器人装置
NATURE COMMUNICATIONS 2025
在神经康复领域，将机器人技术与电刺激技术相结合，能够充分利用机器人精确的执行能力，同时发挥电刺激在促进运动学习、肌肉锻炼以及改善心血管功能方面的作用。我们提出了一种用于地面行走训练的混合系统，该系统结合了神经肌肉电刺激与电动外骨骼装置。具体而言，该系统采用了多种组合方式：在膝盖摆动时，电刺激与电机协同工作；在髋部运动以及站立时，电刺激与电机独立发挥作用；而对于无需运动的脚踝，则仅使用电刺激。12 名没有残疾的受试者以及 11 名患有神经系统疾病的受试者在该系统中进行了测试，测试条件包括仅使用外骨骼装置和混合使用两种方式。结果表明，混合使用方式下，膝盖在摆动时的运动扭矩减少了 48%，但并未影响运动的精确性。患有神经系统疾病的受试者认为，混合系统比单独使用外骨骼装置更易于使用。仅使用外骨骼装置时，系统可用性评分平均提升了 5 分。这些研究结果表明，将外骨骼装置与电动机相结合的方案在临床应用中是可行的。未来的研究应进一步探讨这种方案在改善治疗效果方面的潜力。
Assessing the micromechanical architecture of joint tissues with speckle rheological microscopy
利用散斑流变显微镜评估关节组织的微观结构
NATURE COMMUNICATIONS 2026
关节组织的正常功能依赖于固体（弹性成分）与流体（粘性成分）之间的精确平衡。由于疾病或创伤导致这些成分的降解，会破坏关节组织的弹性和粘性特性，从而直接影响关节功能。我们采用了斑点流变显微技术来研究完整关节组织的粘弹性行为，该技术无需与样本直接接触或对样本进行任何处理。作为一种无损检测手段，该技术有望用于评估退行性关节疾病的关节功能。研究结果表明，斑点流变显微技术在健康猪膝关节组织中的测量结果与常规流变仪的测量结果高度一致。在患有局部病变的猪软骨样本，以及从接受膝关节置换手术的人类患者身上获取的软骨样本中，斑点流变显微技术也显示出了组织在弹性和粘性方面的变化。SHEAR 有望成为分析关节结构的强大工具，为改善退行性关节疾病的诊断与治疗开辟新的途径。
Large-scale molecular endotype discovery in synovial fluid reveals osteoarthritis as a single biological continuum
通过对滑液中分子特征的大规模分析，研究发现骨关节炎实际上是一个连续的生物学现象
NATURE COMMUNICATIONS 2026
膝关节骨性关节炎在人的一生中影响着 40%的人，对全球社会造成了严重影响。该疾病的分子发病机制至今仍不完全清楚，而其多样的临床表现表明，它可能并非单一的疾病。我们开展了“通过无偏蛋白组学分析膝关节骨性关节炎滑液中的分子特征”研究，旨在探索膝关节骨性关节炎患者滑液中的分子特征，并了解 1361 名患者的关键病理生物学机制。通过无监督聚类分析，我们发现了一个代表生物连续体的单一群体，这一过程主要受“上皮-间充质转化”机制的驱动。未发现明显的分子亚型差异。在根据临床特征（肥胖状况、生理性别）进行分类后，“血管生成”、“补体系统”和“凝血机制”相关指标有所增加。补体和凝血机制与炎症标志物 C-反应蛋白相关。与患者自述的膝痛相关的关联较弱。这些研究结果支持将膝骨性关节炎视为一个连续的生物学现象，有助于确定那些具有共同特征、因而可作为治疗靶点的生物学途径。同时，这些结果也为临床试验中的分组设计提供了依据。
Denosumab attenuates knee osteoarthritis progression by inhibiting synovial inflammation via the RANK/TRAF6/FSTL1 signalling
Denosumab 通过抑制 RANK/TRAF6/FSTL1 信号通路来减轻滑膜炎症，从而延缓膝关节骨性关节炎的进展。
NATURE COMMUNICATIONS 2025
最近的研究表明，滑膜炎是骨关节炎发展的一个关键早期阶段。抑制滑膜炎能够显著缓解骨关节炎的症状。Denosumab 是一种针对 RANKL 的单克隆抗体，最初是用于治疗骨质疏松症的。在本研究中，我们探讨了 Denosumab 对成纤维细胞样滑膜细胞的作用：它能够减轻滑膜炎，从而延缓骨关节炎的进展。首先，我们发现，在骨关节炎小鼠的膝关节滑膜中，以及人类患者体内，RANKL 的表达水平都很高。接着，我们发现，当 Denosumab 被全身注射后，它会聚集在滑膜中，通过 RANK/TRAF6/FSTL1 信号通路有效减轻滑膜炎。这一效果在创伤后、炎症性及老年性骨关节炎的小鼠模型以及比格犬的骨关节炎模型中都得到了验证，从而延缓了骨关节炎的进展。最后，我们进行了一项单组临床试验，主要评估了 VAS 和 OKS 评分作为主要指标，WOMAC 评分和不良事件发生率作为次要指标。研究表明，狄诺单抗能够缓解滑膜炎和疼痛，从而改善膝关节骨性关节炎患者的关节功能。这些研究结果为将狄诺单抗用于临床治疗膝关节骨性关节炎提供了科学依据。
Learning co-plane attention across MRI sequences for diagnosing twelve types of knee abnormalities
利用 MRI 序列中的共面注意力机制来诊断十二种膝部异常情况
NATURE COMMUNICATIONS 2024
多序列磁共振成像在准确识别膝关节异常方面起着至关重要的作用，但需要放射科医生具备较高的专业水平才能准确解读这些图像。在这里，我们介绍了一种深度学习模型，该模型通过利用图像序列之间的关联信息来识别膝关节异常。为了评估该模型的有效性，我们收集了迄今为止最大的多序列膝关节磁共振成像数据集，该数据集涵盖了最全面的异常类型，共有 1748 名受试者，12 种不同的异常类型。该模型的接收者操作特征曲线下面积为 0.812，平均准确率为 0.78。这一成绩优于初级放射科医生（准确率为 0.65），也与高级放射科医生相当（准确率为 0.80）。值得注意的是，在该模型的辅助下，所有放射科医生的诊断准确率都有了显著提升（p < 0.001），从 0.73 提升到了 0.80。平均值为 79。可解释性分析表明，该模型的决策过程与临床知识相符，从而提升了其在临床实践中的可信度和可靠性。
Transcriptome analysis in osteoarthritis primary tissues identifies high-confidence effector genes
在骨关节炎的原始组织中进行的转录组分析，识别出了具有高度可靠性的效应基因
NATURE COMMUNICATIONS 2026
骨关节炎是一种影响整个关节的退行性疾病，是全球范围内严重的公共卫生问题。全球约有 6 亿人受此疾病困扰，而目前尚无能够改变疾病进程的有效治疗方法。对相关组织的分子特征进行分析，对于理解疾病的发病机制至关重要。在这项研究中，我们对膝关节骨关节炎患者的相关组织进行了全面的转录调控分析：包括肉眼上看似正常的软骨（低级别，n=261 例）和已经发生退化的软骨（高级别，n=212 例）、滑膜（n=277 例）以及脂肪垫（n=92 例）。我们共发现了 10,166 个与转录调控相关的基因，其中 61.1%的基因在以往的骨关节炎相关研究中未曾被报道。此外，我们还发现了与软骨级别相关的特定遗传调控机制。利用迄今为止规模最大的骨关节炎全基因组关联分析数据，我们发现 136 个基因与骨关节炎相关，其中 45 个基因的关联性非常高。在那些基因位点上，与骨关节炎风险相关的等位基因会使得那些参与软骨生成和肥大反应的基因表达增加，而那些负责调控这些信号通路的基因则表达减少。通过将 eQTL 数据与功能数据相结合，我们能够明确与骨关节炎风险相关的基因调控机制，包括启动子-增强子结构以及转录因子的结合方式。最后，我们提供了证据表明，针对 LGALS3 和 SMAD7 的药物有可能被重新利用来治疗骨关节炎。
Limitations of the updated EULAR recommendations for osteoarthritis
更新的 EULAR 关于骨关节炎的治疗建议的局限性
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2024
欧洲骨关节炎研究协会（EULAR）2023年关于髋关节和膝关节骨关节炎非药物治疗的最新指南，以简明扼要的形式重申并确认了我们十多年前已知的内容。遗憾的是，这份更新后的指南采用简略格式，缺乏具体性和临床实用性。更详细的指导建议有助于推动更广泛的应用，并改善临床治疗效果。
The role of the immune system in osteoarthritis: mechanisms, challenges and future directions
免疫系统在骨关节炎中的作用：机制、挑战与未来研究方向
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2025
骨关节炎是一种慢性关节疾病，长期以来被认为只是单纯的“磨损”现象。但在过去十年中，研究发现，骨关节炎的多种炎症特征——如低度的外周炎症和滑膜炎——在疾病的病理生理过程中起着重要作用。过去五年中的技术进步让我们了解到，关节内存在着多种先天性和适应性免疫细胞，尤其是在滑膜和髌下脂肪垫中。值得注意的是，骨关节炎患者体内还存在滑膜淋巴组织、循环中的自身抗体，以及记忆 T 细胞和 B 细胞数量的异常。这些迹象表明，自身免疫反应可能也是导致骨关节炎的诱因之一，从而模糊了慢性炎症性疾病与自身免疫性疾病之间的界限。与骨关节炎发病机制相关的各种免疫变化因个体差异而有所不同。因此，更准确地了解这些疾病的分子机制，对于对患者进行分类、设计新的治疗方法以及改善治疗方案具有重要意义。此外，研究关节和全身的各种变化，包括肠道-关节轴的功能异常以及微生物群失衡等问题，有望为骨关节炎的治疗提供新的思路。
Senescent macrophages induce ferroptosis in skeletal muscle and accelerate osteoarthritis-related muscle atrophy
衰老的巨噬细胞会引发骨骼肌的铁死亡现象，从而加速与骨关节炎相关的肌肉萎缩
NATURE AGING 2025
关节周围的肌肉萎缩是骨关节炎患者的常见症状，但其成因至今尚不完全清楚。本研究发现，小鼠的股四头肌中存在慢性炎症，这与骨关节炎的症状一致。这种慢性炎症表现为巨噬细胞数量增加、炎症通路被激活以及组织血管化程度上升。随着骨关节炎的恶化，巨噬细胞会逐渐表现出更明显的衰老特征，并通过旁分泌作用诱导铁死亡，从而促进肌肉萎缩。从机制上看，铁过载会引发线粒体损伤，进而降低天冬酰胺代谢产物的水平，从而抑制 mTORC1-HMGCR 信号通路，影响辅酶 Q10 的合成。最终，这一过程会加剧脂质过氧化反应，促进骨骼肌细胞的铁死亡。研究还表明，心脏用药辅酶 Q10 可以通过抑制铁死亡来减轻肌肉萎缩，从而减少骨关节炎关节的病理损伤。我们的研究结果为治疗骨关节炎患者的肌肉萎缩问题提供了有益的参考。
Regulation of senescence-associated secretory phenotypes in osteoarthritis by cytosolic UDP-GlcNAc retention and O-GlcNAcylation
细胞质中 UDP-GlcNAc 的保留与 O-糖基化作用对骨关节炎中与衰老相关的分泌表型的调控作用
NATURE COMMUNICATIONS 2025
UDP-GlcNAc 是软骨蛋白聚糖中糖胺聚糖链的构成单元，同时也可作为 O-糖基化反应的底物。本研究发现，骨关节炎软骨中，将 UDP-GlcNAc 转运到内质网和高尔基体的转运蛋白表达显著下降，导致软骨细胞内的 UDP-GlcNAc 含量上升，O-糖基化水平也相应提高。从机制上看，O-糖基化水平的上升通过稳定 GATA4 蛋白的 S406 位点来调控与衰老相关的分泌表型。这一过程有助于阻止 p62 介导的选择性自噬对 GATA4 的降解。骨关节炎软骨表层 O-糖基化水平的升高与 GATA4 蛋白水平的上升相一致。在该软骨层中特异性敲除 Gata4 基因可以改善小鼠的创伤后骨关节炎症状；而抑制 O-糖基转移酶则可通过降低 GATA4 水平来缓解骨关节炎症状。过量的葡萄糖胺所引发的 O-糖基化作用能够稳定软骨细胞中的 GATA4 蛋白，但同时会加剧小鼠的创伤后骨关节炎症状。我们的研究结果揭示了 UDP-葡萄糖胺在调节与慢性关节炎症相关的分泌途径中的作用，为骨关节炎的治疗提供了新的策略。
Osteoarthritis as a systemic disease
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2026
骨关节炎是一种影响滑膜关节的疼痛性疾病。其特征是细胞代谢功能异常以及细胞外基质的降解，这些变化会引发不良的修复反应，包括先天免疫系统中的促炎反应。长期以来，人们认为骨关节炎是衰老过程中不可避免的后果，因为关节会随着时间的推移而磨损。目前，大多数缓解骨关节炎的疗法都集中在关节软骨上，最近则开始关注其他相关关节组织。这种做法限制了人们对骨关节炎作为一种全身性疾病的理解。临床前和临床数据表明，我们应该将骨关节炎视为一种影响整个人体的疾病，重点关注全身范围内那些既会促进骨关节炎发展，又会被骨关节炎影响的各种变化。这一观念的转变有助于我们理解为何临床前研究结果难以转化为有效的临床疗法。此外，这也为骨关节炎药物的研发提供了新的思路。也就是说，应该将疼痛与骨关节炎带来的结构性损伤区分开来加以处理。要想取得进展，就必须打破那些缺乏证据或已被证伪的传统观念。我们探讨了一些需要在未来的骨关节炎研究中加以认真考虑的关键问题。将新技术、新方法和新工具应用到对骨关节炎的不断深入研究中，有望开发出不仅能治疗骨关节炎的药物，还能帮助我们理解那些由全身性因素失衡或器官间信号传递障碍所引起的其他疾病。这样的进展将使骨关节炎研究人员从单纯借鉴其他科学和医学领域的方法，转变为抗击慢性疾病的领军人物。
Insights into chondrocyte populations in cartilaginous tissues at the single-cell level
关于软骨组织中软骨细胞在单细胞层面的详细研究结果
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2025
单细胞多组学技术正在彻底改变软骨细胞的生物学特性，有助于揭示软骨组织中的细胞异质性。虽然以往的研究已经指出软骨细胞群体存在异质性，但过去十年中单细胞转录组学的进步使得我们现在能够更精确地识别不同类型的软骨细胞，并了解它们的功能。这些研究结果有助于我们理解各类软骨细胞在软骨形成、维持以及疾病发展过程中的作用。软骨细胞还参与着组织的稳态维持、病理过程的产生，以及对外部刺激的反应，包括炎症介质和各种新型治疗药物的作用。这些知识为开发针对骨关节炎和椎间盘疾病等疾病的靶向治疗方法提供了可能。通过对那些在疾病中起关键作用的软骨细胞的分子特征的研究，我们可以为生物标志物的开发奠定基础。这些发现为治疗手段的开发和靶向治疗提供了可能。利用这些研究成果来推动再生医学的发展，无疑具有巨大的潜力。通过对细胞标记物、细胞行为及代谢活动的时空分析，我们可以更深入地了解疾病的发病机制以及软骨的老化过程。这有助于尽早干预骨关节炎，从而避免关节受到不可逆的损伤。未来的研究需要将先进的单细胞分析技术与计算建模相结合，以揭示软骨细胞群体之间的复杂相互作用。这些努力有望彻底改变风湿病领域的精准医学，有效解决与软骨相关的疾病所带来的临床难题。
Robotic surgery
NATURE REVIEWS BIOENGINEERING 2025
机器人手术通过将人类与机器的优势相结合，有望彻底改变介入医学领域。随着机器人能够在训练过程中与外科医生进行智能互动，并在手术过程中以不同的程度自主执行操作，手术安全性将会得到提升。与此同时，技术的微型化发展使得机器人能够更深入地进入人体内部；而符合人体工程学的用户界面则有助于外科医生更有效地操控机器人。在组织建模、实时反馈以及多种能源供应方式方面的改进，都是实现实用型、智能型人机协作系统的关键因素。在本篇综述中，我们探讨了机器人系统在手术中的应用方式，重点介绍了计算机辅助机器人手术的相关要素。根据控制程度和自主性的不同，手术机器人可以被分为被动型、交互型、远程操控型和自主型四种类型。最后，我们探讨了手术机器人系统在工程和临床应用领域的未来发展方向及当前的研究重点。
Peripheral neuronal sensitization and neurovascular remodelling in osteoarthritis pain
骨关节炎疼痛中的周围神经元敏感化与神经血管重塑现象
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2025
疼痛是骨关节炎（OA）患者的主要症状，且随着疾病进展而发生变化。多个关节结构的解剖学改变可能与疼痛有关，包括骨膜、滑膜和软骨下骨的神经支配增加，以及在生理状态下本应无神经支配的关节软骨出现病理性神经支配。研究主要聚焦于能够激活传入神经元的分子，如神经肽、神经营养因子、促炎性细胞因子和离子通道。其中，神经营养因子（NGF）是目前针对OA疼痛最被验证的目标，其在临床前和临床研究中均显示出明显的镇痛效果，但NGF靶向治疗药物的研发一直受到严重副作用的阻碍。一个相对被忽视的研究领域是疾病过程中神经重塑所介导的分子通路对OA疼痛的贡献。神经重塑需要神经与相关血管系统之间的协调，同时还需要来自周围实质组织的信号参与调控。关键的细胞导向分子，包括血管生成因子、埃夫林蛋白、半乳糖蛋白和SLIT蛋白，在神经发育过程中参与神经生长，且在骨关节炎关节中其表达水平升高。
The loss of OPA1 accelerates intervertebral disc degeneration and osteoarthritis in aged mice
OPA1 的缺失会加速老年小鼠的椎间盘退化及骨关节炎的发展
NATURE COMMUNICATIONS 2025
近期研究表明，线粒体在神经节细胞和关节软骨细胞的健康中具有重要作用。由于对这些组织中线粒体动态调控机制的理解尚不充分，我们研究了线粒体融合蛋白OPA1在其中稳态维持中的作用。在神经节细胞中敲除OPA1后，线粒体大小和嵴形态发生变化，并且氧耗率升高。OPA1调控多种细胞器的形态，包括过氧化物酶体、早期内质网和近高尔基体，其缺失导致自噬功能失调。代谢组学分析和¹³C通量分析显示，OPA1缺失的神经节细胞存在三羧酸循环补救以及代谢紊乱。值得注意的是，Opa1AcanCreERT2小鼠表现出年龄相关的椎间盘退变、骨关节炎和椎体骨质疏松。对Opa1cKO神经节组织进行RNA测序发现，代谢、自噬、细胞骨架重组及细胞外基质功能均出现失调，且与部分人类退行性神经节样本在主题上高度相似。我们的研究结果表明，维持线粒体动力学以及多细胞器之间的相互作用对于维持软骨和椎间盘的代谢稳态至关重要。
ZDHHC11-mediated palmitoylation alleviates chondrocyte senescence and serves as a therapeutic target for osteoarthritis
ZDHHC11 介导的棕榈酰化作用能够延缓软骨细胞的衰老过程，因此可作为治疗骨关节炎的潜在靶点
NATURE AGING 2025
骨关节炎（OA）是一种影响老年人生活质量的全关节疾病。本研究发现，ZDHHC11在关节软骨细胞中高表达，但在衰老小鼠和骨关节炎患者退变的软骨中表达下调。ZDHHC11可抑制软骨细胞衰老，并促进软骨合成代谢，从而改善骨关节炎表型。在小鼠中（Zdhhc11fl/fl）Zdhhc11基因敲除会加剧膝内侧半月板失稳模型中的骨关节炎进展。具体而言，我们鉴定出ZDHHC11为一种关键的棕榈酰转移酶，其缺失导致APOD蛋白通过GNB2依赖的E3泛素连接酶介导的蛋白酶体降解。从机制上讲，ZDHHC11介导的棕榈酰化通过抑制GATA4-P65信号通路，缓解了骨关节炎的进展。此外，我们提出了一种创新的脂质纳米颗粒平台，用于靶向体内软骨细胞，将Zdhhc11 mRNA递送至受损软骨，实现软骨再生。综上所述，ZDHHC11依赖的棕榈酰化对缓解骨关节炎至关重要，而ZDHHC11的靶向递送可能成为未来骨关节炎治疗的一种有前景策略。
The role of obesity and adipose tissue dysfunction in osteoarthritis pain
肥胖和脂肪组织功能障碍在骨关节炎疼痛中的作用
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2024
肥胖在骨关节炎（OA）相关疼痛中起着关键且多方面的角色，其影响远不止于体重指数（BMI）的机械作用。它通过多种与OA相关疼痛相关的可改变性风险因素，直接或间接地发挥作用。脂肪组织功能障碍通过局部和全身性炎症、免疫功能紊乱以及促炎性细胞因子和脂联素的产生，深度参与了OA相关疼痛的发生。脂肪组织功能障碍与代谢综合征密切相关，后者独立地对OA相关疼痛产生特定影响，这种影响与BMI的关联不同。肥胖、脂肪组织功能障碍与代谢综合征之间的相互作用，通过包括伤害感受性疼痛、外周敏化和中枢敏化在内的多种疼痛机制，共同影响OA相关疼痛。这些复杂的相互作用导致OA患者及肥胖个体出现更强烈的疼痛体验。此外，肥胖人群在疼痛管理方面疗效较差。重要的是，针对肥胖和代谢综合征的治疗干预为缓解OA相关疼痛提供了希望。深入理解肥胖、代谢综合征与骨关节炎相关疼痛之间的复杂关系至关重要，这可能对改善疼痛管理以及开发创新的治疗方案具有重要意义。
在本综述中，作者探讨了骨关节炎相关疼痛与肥胖、脂肪组织功能障碍及代谢综合征之间的复杂相互作用，并讨论了了解这些关系如何有助于改善疼痛管理并发现新的治疗策略。
肥胖是骨关节炎（OA）疼痛的重要风险因素，且与所有可改变的OA相关疼痛风险因素密切相关。脂肪组织功能障碍在独立于体重指数（BMI）的情况下，在OA相关疼痛中起着特定作用。经BMI校正后，血清和滑液中的瘦素水平与OA相关疼痛密切相关，而脂联素在OA疼痛中的作用则存在争议。代谢综合征也与OA相关疼痛有关，且不受BMI影响。肥胖通过神经调节因子以及周围和中枢的敏化作用，调节伤害感受性、神经病理性及痛觉塑性疼痛。用于治疗肥胖和代谢综合征的药物，也可能对缓解骨关节炎相关疼痛具有潜力，尤其是GLP1R激动剂。
Stem and progenitor cells in the synovial joint as targets for regenerative therapy
滑膜关节中的干细胞和前体细胞：再生治疗的理想靶点
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2025
在风湿病中，由于创伤、退行性变或炎症而造成的关节软骨、肌腱、韧带和关节窝损伤是很普遍的。再生医学为修复受损组织提供了有希望的策略，其目的是恢复其结构和功能。虽然这些策略传统上依赖于使用外源性细胞的组织工程方法，但基于激活内源性修复机制的干预是一个有吸引力的选择。推进这些方法的关键是全面了解成人滑膜关节中干细胞和祖细胞的多样性以及它们如何修复受损组织的功能。发育生物学的进步为理解这些细胞的起源、身份和功能提供了一个视角，并揭示了干细胞和祖细胞在关节组织修复中的作用，以及它们与成纤维细胞的复杂关系。整合通过使用先进的单细胞技术研究获得的知识对于建立细胞群体、谱系等级及其分子调控的统一模型至关重要。最终，更全面地了解细胞如何在成人生活中修复组织将指导创新的促再生药物的发展，这些药物将进入肌肉骨骼医学的临床实践。
The gut-joint axis in osteoarthritis
骨关节炎中的肠骨关节轴
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2026
骨关节炎（OA）是一种由生物力学、代谢和炎症因素共同作用的复杂疾病，然而目前尚缺乏有效的疾病修饰治疗手段。越来越多的证据表明，肠道菌群失调在OA的发病机制中起着重要作用，由此催生了“功能性和可靶向的肠道-关节轴”这一新兴概念。肠道菌群失调可干扰肠-内分泌信号传导、肠道免疫功能及肠道屏障完整性，改变激素和细胞因子的分泌，并促进肠道微生物、促炎分子和代谢产物进入循环系统或关节。这些过程可能破坏全身及局部稳态，导致代谢紊乱和肥胖，引发低度炎症，并参与OA的发生与进展。尽管这些发现为疾病修饰治疗开辟了新途径，并延续了长期以来以缓解疼痛而非调节疾病为主的OA研究范式，但目前仍缺乏充分证据支持针对肠道-关节轴的治疗策略。需要进一步研究，将这一有前景的生物学机制转化为临床益处，包括通过整合多组学方法深入阐明其作用机制，探索宿主遗传、环境因素与肠道菌群之间的相互作用，并利用互补模型（如类器官和大型动物模型）、临床试验以及真实世界研究，对靶向该轴的治疗手段进行多维度的安全性和有效性验证。
A decoupling strategy toward spatiotemporal regulation and biomechanical transmission of sandwiched scaffold for osteochondral regeneration
一种用于骨软骨再生的夹层支架的时空调控与生物力学传递机制的解耦策略
NATURE COMMUNICATIONS 2025
由于结构层次复杂且功能异质性显著，软骨-骨界面的骨软骨复合组织修复仍面临巨大挑战。尽管在梯度支架方面已取得显著进展，但针对软骨-骨连接处钙化软骨层（CCL）的波浪状界面及生物力学功能的研究仍较少。本研究采用解耦策略，开发出一种夹层结构水凝胶，其中包含仿生波浪状CCL，具备缺氧诱导能力、时空调控以及生物力学传导特性。该支架通过Fe³⁺螯合作用实现内在调控，并持续激活HIF-1α信号通路，从而促进软骨发育。创新性地，KGN与Mg²⁺协同作用可抑制软骨成骨过度增殖，同时促进软骨形成。此外，软骨细胞向伴随Cu²⁺诱导血管生成的增殖状态转变，进而触发内软骨骨化过程。有限元分析和转录组研究揭示了波浪状CCL在缓解应力集中、保护关节软骨方面的作用，表明其在兔骨软骨修复中具有显著疗效。总体而言，本研究强调了波浪状CCL在多层支架中促进骨软骨再生方面不可或缺的作用。
The complexity of pain in osteoarthritis
骨关节炎引起的疼痛的复杂性
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2026
慢性疼痛是骨关节炎（OA）的典型症状，尽管已有多种治疗方法可供选择，但仍有相当一部分患者无法从这些治疗中获得充分的疼痛缓解。预测哪些患者对现有疗法无反应仍是一个挑战。虽然心理社会因素、敏感性、炎症和遗传因素已被证实为影响疼痛治疗反应的机制，但这些因素单独作用时都无法提供足够强的预测能力。针对这一挑战，一种新兴的方法是采用机器学习算法，整合多种疼痛机制，其效果优于以往的预测模型。重要的是，这些机器学习算法能够识别出可能成为治疗靶点的疼痛机制网络。基于这些模型，提出了一种新的机制框架：骨关节炎中的疼痛可被视为一种简单的以炎症为主的关节疾病，或是一种涉及多种因素的复杂疼痛问题。后者与对标准骨关节炎疼痛治疗反应不佳的风险更高相关。理解骨关节炎疼痛的复杂性，并预测哪些患者可能对标准的骨关节炎疼痛治疗无反应，对于改善骨关节炎疼痛的管理至关重要。
Engineering approaches for RNA-based and cell-based osteoarthritis therapies
基于 RNA 和细胞的骨关节炎治疗技术的工程学方法
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2024
骨关节炎（OA）是一种慢性、致残性疾病，显著影响患者的生活质量。OA的发病机制多种多样，目前在系统、组织、细胞和基因层面的理解正不断加深。然而，由于药物递送障碍，现有的药物治疗手段仍较为有限，主要依赖广谱免疫抑制类药物（如糖皮质激素），这些药物仅能提供短期缓解作用，无法改变疾病进展。利用合成化学与生物学工具开发的RNA及细胞疗法，展现出持久且高效的作用机制，能够特异性靶向病理过程的根本驱动因素，为未来OA治疗带来希望。本文综述了具有潜力的新型RNA技术，包括用于基因沉默的小干扰RNA、多基因调控的微小RNA和抗miRNA、基因补充的mRNA，以及CRISPR-Cas9等RNA引导的基因编辑平台，这些技术均显示出在OA治疗中的应用前景。此外，还探讨了多种细胞工程策略，以增强疾病特异性、时空调控的治疗性分子产生，并提出了将其应用于骨关节炎（OA）治疗的概念框架。综上所述，本综述重点介绍了已获临床批准用于其他疾病的现代基因药物，以及新兴的基因组和细胞工程方法，旨在突出其作为变革性OA治疗手段的潜力。
本综述探讨了基于RNA的新技术及细胞工程策略的潜力，包括整合小干扰RNA、微小RNA、mRNA以及合成受体介导基因编辑等技术，为骨关节炎治疗提供创新且精准的方法。
骨关节炎（OA）是一种慢性、致残性疾病，目前治疗选择有限，凸显了开发具有疾病修饰作用、靶向基因治疗的OA疗法的迫切需求。基于RNA的基因药物能够精确靶向与OA相关的信号通路，但长期以来，将必要的治疗成分有效递送至关节组织一直存在挑战。在RNA化学修饰及基于RNA药物的递送方面，已取得多项临床前和临床进展，为多种疾病的广泛应用提供了可能。在骨关节炎（OA）的临床前模型中，已有多种方法展现出良好前景，包括使用小干扰RNA、微小RNA、抗miRNA、mRNA以及CRISPR-Cas9技术。基因工程改造的细胞在OA治疗中也具有潜力；可通过设计合成信号基序，重新调控天然信号通路，或对用户选定的输入（如炎症信号）产生特定响应。RNA引导和基因回路引导技术则可实现细胞疗法的精准设计，使其能够识别并响应特定的病理信号。
Small but relevant effects of exercise therapy in osteoarthritis
运动疗法对骨关节炎虽效果微小，但依然具有实际意义
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2026
关于运动对骨关节炎有效性的证据，尤其是其长期益处，目前仍不明确。一项对现有证据的综述表明，其益处可能微乎其微。这一发现引发了一个重要问题：是否应继续将运动疗法作为骨关节炎的一线治疗推荐？
A RANKL-UCHL1-sCD13 negative feedback loop limits osteoclastogenesis in subchondral bone to prevent osteoarthritis progression
RANKL-UCHL1-sCD13 这一负反馈机制能够限制软骨下骨中的破骨细胞生成，从而防止骨关节炎的进一步发展
NATURE COMMUNICATIONS 2025
软骨下骨的异常重塑在骨关节炎（OA）的进展中起着关键作用。本研究分析了OA患者的软骨下骨样本，发现软骨下骨的破骨细胞中特异性地显著上调了泛素羧基端水解酶L1（UCHL1）。值得注意的是，在人类和小鼠模型中，我们均发现UCHL1表达与软骨下骨破骨细胞活性在OA进展过程中存在强相关性。在破骨细胞前体细胞中条件性敲除UCHL1会加剧OA进展，而通过腺相关病毒9（AAV9）介导的UCHL1过表达则可减轻该过程。从机制上讲，RANKL可刺激破骨细胞前体细胞中UCHL1的表达，进而稳定CD13蛋白，促进可溶性CD13（sCD13）的释放，并触发对MAPK通路的自分泌抑制效应，从而抑制破骨细胞的形成。这些发现揭示了一条此前未被识别的负反馈环路——RANKL-UCHL1-sCD13，该环路调控破骨细胞的生成，为治疗骨关节炎提供了潜在的靶点。
软骨下骨的异常重塑在骨关节炎的进展中起着关键作用。在这里，作者揭示了一个负反馈回路——RANKL-UCHL1-sCD13，该回路限制了软骨下骨中破骨细胞的生成，从而防止骨关节炎的进展。
Osteoarthritis
NATURE REVIEWS DISEASE PRIMERS 2025
骨关节炎是一种异质性全关节疾病，可引起疼痛，并是导致残疾和过早丧失工作能力的主要原因之一。其主要的疾病风险因素——肥胖和关节损伤——已被广泛认识且可加以控制。对引发疾病的复杂机制（包括炎症、代谢及创伤后过程）以及疼痛发病机制的深入理解，有助于明确潜在的治疗靶点。目前，治疗主要侧重于通过生活方式干预手段缓解疼痛和功能障碍的主要症状，如自我管理项目、健康教育、体育锻炼、运动和体重管理等。然而，患者未能坚持已知的有效骨关节炎治疗策略，也加剧了全球范围内的疾病负担。对于那些持续存在影响生活质量的症状且对核心治疗反应不佳的患者，人工关节置换术可作为考虑的替代方案。该疾病给患者带来的负担对其生活质量造成了显著影响。对社会而言，这种疾病是导致医疗支出增加和就业不足的重要因素。本简报概述了骨关节炎领域的最新进展与争议，并从当前的证据基础中提炼出关键见解。
Regulating obesity-induced osteoarthritis by targeting p53-FOXO3, osteoclast ferroptosis, and mesenchymal stem cell adipogenesis
通过靶向 p53-FOXO3、破骨细胞的铁死亡反应以及间充质干细胞的脂肪生成过程，来调节由肥胖引起的骨关节炎
NATURE COMMUNICATIONS 2025
肥胖相关骨关节炎（OA）以及肥胖所导致的多种关节结构变化的分子机制尚不明确。本研究通过小鼠模型探讨了肥胖的进展，并利用人工关节置换术后的人类关节样本验证了结果。研究发现，肥胖与软骨层退化及软骨下骨层异常重塑有关，同时伴随软骨细胞、破骨细胞和干细胞的衰老及DNA损伤。在DNA损伤刺激下，p53-FOXO3基因环路表达的调控能有效抑制软骨细胞凋亡、分解代谢以及破骨细胞过度分化；而将表达FOXO3的慢病毒递送至小鼠关节内，可减轻骨关节炎的进展。软骨下骨髓破骨细胞的过度分化依赖铁死亡，并由衰老相关分泌表型驱动。这些结果为未来针对肥胖相关骨关节炎进展的研究提供了多个潜在靶点。
Advances in cartilage imaging techniques
软骨成像技术的进步
NATURE REVIEWS RHEUMATOLOGY 2026
关节软骨对关节功能至关重要，但在受损后其再生能力有限，而这种特性正是许多风湿性疾病的特点。非侵入性成像技术对于早期诊断、治疗监测和预后判断具有重要意义。磁共振成像（MRI）仍是参考标准，可对软骨的形态学和成分变化进行详细评估。随着技术进步，包括高分辨率及成分分析MRI技术，如T2图谱、T1rho、延迟钆增强软骨MRI、钠成像、扩散成像以及超短回波时间成像等，已能早期发现导致结构破坏前的基质改变。尽管CT关节造影涉及辐射，但当MRI不适用时，它仍是一种有价值的替代方法，在检测和评估软骨表面病变方面具有较高性能。超声检查和正电子发射断层扫描（PET）等新兴技术可提供额外的功能信息，但目前应用范围仍有限。人工智能有望通过加速采集、自动分割、提升解读能力以及提高效率，彻底改变软骨成像技术，并在临床上得到越来越广泛的应用。先进的软骨成像技术将在临床风湿病学中发挥日益重要的作用，特别是在优化个体化软骨病理治疗方面。
Hyperglycemia exacerbates osteoarthritis by impairing macrophage efferocytosis through modulation of CD11b lactylation
高血糖会通过影响 CD11b 的乳糖基化过程，进而破坏巨噬细胞的吞噬功能，从而加重骨关节炎的症状
NATURE COMMUNICATIONS 2025
骨关节炎（OA）和糖尿病主要影响中老年人群，且OA患者常伴有糖尿病。尽管已有证据表明糖尿病会加速OA的进展，但其背后的机制尚未完全明确。本研究发现，高血糖通过CD11b乳化作用介导的巨噬细胞外周吞噬功能障碍，加剧了OA的进展。从机制上讲，高血糖促进滑膜巨噬细胞中的糖酵解，导致乳酸积累，并在K575位发生CD11b的乳化修饰。这种翻译后修饰改变了CD11b蛋白的构象，干扰对凋亡细胞的识别，从而破坏滑膜巨噬细胞的外周吞噬功能，进一步加重炎症并加速OA的发展。此外，我们鉴定出CBP是一种乳化转移酶，在滑膜巨噬细胞中靶向敲除CBP可有效降低乳化水平，恢复外周吞噬功能，并延缓与高血糖相关的OA进展。总体而言，我们的研究结果揭示了高血糖加剧骨关节炎的重要分子机制，并表明靶向CBP可能成为缓解与高血糖相关的骨关节炎的治疗策略。
On human-in-the-loop optimization of human-robot interaction
关于人机交互中“人在回路”中的优化机制
NATURE 2026
从工业外骨骼到可植入的医疗设备，与人类密切互动的机器人有望改善我们生活的方方面面。然而，设计这些系统极具挑战性：人类极其复杂，在许多情况下，人们对机器人的反应无法被足够准确地建模或预测。一种新的方法——人机协同优化，能够通过系统化且基于经验的方式识别出对特定用户和应用场景而言能实现最佳性能的设备特性，从而克服这些难题。该方法已在研究环境中显著提升了人机协同性能，并有望加快产品开发进程、提升产品质量。在本文综述中，我们介绍了将人机协同优化应用于新型人机交互问题的方法，涵盖多种情境下的关键决策过程。我们还指出了发展新优化技术的机遇，并回答了相关基础科学问题。我们期待读者能够推动人机协同优化的发展，将其用于设计真正提升人类体验的机器人设备。
一种名为“人机协同优化”的新方法，旨在设计与人类密切互动的机器人系统，能够改善人机交互效果，但在其充分发挥潜力之前，仍有许多重要的研究问题有待解决。
Data-driven identification of predictive risk biomarkers for subgroups of osteoarthritis using interpretable machine learning
利用可解释的机器学习方法，基于数据来识别骨关节炎不同亚群中的预测性风险生物标志物。
NATURE COMMUNICATIONS 2024
骨关节炎（OA）的患病率正在上升，对患者的生活造成了严重影响。然而，我们对驱动OA风险的生物标志物的理解仍然有限。我们开发了一个预测五年内确诊OA风险的模型，整合了英国生物银行（UK Biobank）的回顾性临床、生活方式和生物标志物数据（19,120名OA患者，ROC-AUC：0.72，95%CI (0.71-0.73)）。在确诊前，较高的年龄、BMI以及使用非甾体抗炎药的处方是增加OA风险预测的最主要因素。我们识别出14个OA风险亚群，并在另一组独立患者中验证了这些亚群对11年OA风险的预测能力，其中88%的患者被唯一归入其中一个亚群。个体OA风险特征由个性化生物标志物所表征。通过全基因组信息整合分析，发现关键OA相关基因与通路（如GDF5和TGF-β信号通路）及OA特异性生物标志物（如CRTAC1和COL9A1）具有重要的预测价值。总之，本研究为个性化OA预防提供了新机遇，并揭示了其潜在的发病机制。
骨关节炎可能由多种生物机制引起，但其发病风险的驱动因素尚不明确。在此研究中，作者利用英国生物银行的数据，通过机器学习模型识别与骨关节炎发生相关的临床和生物标志物，并确定具有不同风险特征的亚群。
10-hydroxy-2-decenoic acid prevents osteoarthritis by targeting aspartyl β hydroxylase and inhibiting chondrocyte senescence in male mice preclinically
10-羟基-2-癸烯酸通过靶向天冬氨酸β-羟化酶来抑制软骨细胞的衰老。在临床前研究中，该物质对雄性小鼠具有预防骨关节炎的作用。
NATURE COMMUNICATIONS 2024
骨关节炎是一种退行性关节疾病，主要症状为关节疼痛，其发生机制与纤维化及软骨丧失有关。由于骨关节炎的复杂性和异质性，临床上尚缺乏有效的个体化抗炎药物来调节该病进程。已有研究报道软骨细胞衰老参与了骨关节炎的发生和进展。本研究发现，小分子10-羟基-2-十烯酸可抑制软骨细胞（包括骨关节炎患者、手术诱导的半月板内侧失稳以及自然衰老雄性小鼠）中的软骨退变，并缓解疼痛。进一步研究表明，10-羟基-2-十烯酸通过靶向天冬酰胺β-羟基酶的Asp_Arg_Hydrox结构域中的糖基化位点，发挥保护作用。从机制上讲，10-羟基-2-十烯酸通过软骨细胞中的ERK/p53/p21和GSK3β/p16通路减轻细胞衰老。本研究揭示，10-羟基-2-十烯酸通过调控天冬酰胺β-羟基酶，抑制软骨细胞衰老，从而调节软骨代谢，对骨关节炎具有潜在治疗价值。10-羟基-2-十烯酸可能是一种治疗骨关节炎的有前景的药物。 已知软骨细胞衰老在骨关节炎的发生和进展中起着重要作用。在此研究中，作者表明，一种源自食品营养成分蜂王浆的小分子化合物——10-羟基-2-十烯酸（10-HDA），可通过靶向天冬酰胺β-羟化酶，延缓软骨细胞衰老，从而预防骨关节炎。
