2.1   数据集获取   在GEO数据库中获取符合筛选条件的数据集GSE98918，该数据集包含12例骨关节炎患者的半月板组织和12例非骨关节炎(关节镜下半月板部分切除术)患者的半月板组织。
2.2   数据处理及差异基因筛选   运用R语言对GSE98918数据集进行差异表达基因的数据标准化预处理，标准化结果以箱式图呈现(图1)。使用R语言中的“limma”包，并且设定筛选条件为：P < 0.05且|log2FC|> 1，获得266个差异表达基因，其中上调基因145个、下调基因121个。使用“ggplot2”工具包绘制火山图(图2)及“pheatmap”工具包绘制热图(图3)。
2.3   交集基因   通过查询GeneCards数据库，得到了10 899个与葡萄糖代谢相关的基因。与之前得到的骨关节炎差异表达基因进行交集分析后，发现有134个基因与骨关节炎和葡萄糖代谢相关，绘制韦恩图(图4)。
2.4   GO和KEGG通路富集分析   对134个与骨关节炎和葡萄糖代谢相关基因进行了GO和KEGG富集分析，GO富集分析的结果显示：骨关节炎葡萄糖代谢相关基因在生物学过程中主要参与对有毒物质的反应、炎症反应的正调节、中性粒细胞迁移、血小板脱颗粒、对脂多糖的反应、参与炎症反应的白细胞迁移等过程；细胞组分显示其主要存在于含胶原蛋白的细胞外基质、分泌性颗粒腔、细胞质囊泡腔、胶原蛋白三聚体、网格蛋白包被的内吞囊泡、血小板α颗粒腔等；分子功能上，其在与酰胺结合、肽结合、构成细胞外基质结构成分、有机酸结合、钙依赖性蛋白结合、抗氧化活性、脂多糖结合、长链脂肪酸结合、淀粉样蛋白-β结合中发挥作用(图5)。
根据KEGG富集分析结果显示：骨关节炎葡萄糖代谢相关基因在磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶B (phosphatidylinositol 3 kinase-protein












kinase B，PI3K-Akt)信号通路、金黄色葡萄球菌感染、神经活性配体-受体相互作用、补体和凝血级联反应、白细胞介素17(interleukin-17，IL-17)信号通路、类风湿性关节炎、糖尿病并发症中的晚期糖基化终末产物及其受体(advanced glycation end products-receptor for advanced glycation end products，AGE-RAGE)信号通路、流体剪切应力和动脉粥样硬化、胆固醇代谢、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路、1型糖尿病等中显著富集(图6)。
2.5   PPI网络分析   通过将134个交集基因输入STRING数据库，获得PPI网络图(图7A)，并将结果导入Cytoscape软件，运用插件cytoHubba中Degree算法进行关键基因筛选，筛选评分最高的6个Hub基因，分别为APOE、SERPINF1、TAC1、HLA-DRA、GLUL、TMEM176A(图7B)。
2.6   免疫浸润分析   采用CIBERSORT算法对GSE98918数据集进行免疫细胞浸润情况评估和可视化，骨关节炎样本中主要免疫浸润细胞为：巨噬细胞、单核细胞、静息状态下的NK细胞、调节性T细胞、CD8+ T细胞，将免疫浸润分析结果通过免疫细胞含量堆叠柱状图展现(图8)。采用pearson法免疫细胞相关性分析，绘制免疫浸润相关基因热图(图9)。结果显示，M2型巨噬细胞与静息肥大细胞表现出最强的正相关性，而活化肥大细胞和静息肥大细胞则表现出最强的负相关性。
2.7   实验验证   如图10所示，相比于对照组，实验组中Hub基因SERPINF1的mRNA表达显著降低(P < 0.000 1)，TAC1的mRNA表达显著降低(P < 0.001)，GLUL的mRNA表达显著升高


















(P < 0.01)，APOE、TMEM176A的mRNA表达显著降低(P < 0.05)，HLA-DRA的mRNA表达没有统计学意义(P > 0.05)。

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骨关节炎是一种慢性关节疾病，主要表现为关节软骨的逐渐退变、关节边缘骨质增生和关节腔内滑膜炎症[1-2]。随着人口老龄化趋势的加剧，骨关节炎的患病率逐年上升，已成为影响中老年人生活质量的主要健康问题之一[3-4]。在骨关节炎进展中，关节软骨破坏与修复失衡，导致功能丧失、疼痛、僵硬甚至残疾[5]。目前，骨关节炎的治疗方法主要分为保守治疗和手术治疗两大类。保守治疗包括药物治疗、物理疗法和康复训练等，虽然能够缓解患者症状，但无法从根本上逆转骨关节炎的病理过程[6]；手术治疗则包括关节镜清理、关节置换等，虽效果显著，但费用高且存在风险[7]。因此，医学界对于骨关节炎的治疗策略逐渐转向早期预防与干预，以期通过控制疾病的进展，减少终末期关节置换的需求。
近年来，葡萄糖代谢紊乱与骨关节炎之间的关系引起了广泛关注。葡萄糖作为细胞代谢的主要能源，其代谢过程在维持关节软骨细胞功能和结构完整性方面发挥着重要作用[8]。在软骨细胞中，葡萄糖代谢为合成软骨基质提供了ATP和大分子前体物质。关节软骨细胞缺乏血管供养，需要从滑液和软骨下骨中获取葡萄糖代谢所需的原料，即葡萄糖和氧气。就每分子葡萄糖最终的净产能而言，糖酵解途径的净收益仅为2分子ATP，而线粒体有氧呼吸的净收益约为36分子ATP[9]。最新研究认为，当软骨细胞葡萄糖摄入受限，线粒体呼吸明显减弱，糖酵解过度活跃或出现障碍，使得细胞内ATP的总生成量严重下降，最终导致软骨细胞葡萄糖代谢紊乱，破坏软骨组织结构和功能的稳定，与骨关节炎发生发展过程紧密相关[10-11]。骨关节炎患者往往伴随着葡萄糖代谢的异常，这种代谢紊乱可能直接或间接地参与了骨关节炎的发生和发展[12]。尽管目前葡萄糖代谢在骨关节炎中的作用机制尚未完全阐明，但已有研究表明，通过调控葡萄糖代谢相关基因的表达可能有助于抑制骨关节炎的进展[13]。
生物信息学作为一门交叉学科，能够利用计算机科学和数学的方法，对生物学数据进行收集、存储、检索和分析，从而揭示生物大分子如基因、蛋白质等的结构和功能[14]。因此，基于生物信息学方法对骨关节炎中葡萄糖代谢相关基因进行筛选与验证，不仅有助于深入理解骨关节炎的发病机制，还可能为骨关节炎的早期预防和治疗提供新的策略。综上所述，此次研究旨在通过生物信息学手段，系统筛选骨关节炎中葡萄糖代谢相关基因，并通过实验加以验证，以期为骨关节炎的早期预防和治疗提供新的理论依据和干预靶点。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

1   资料和方法   Data and methods
1.1   设计   生物信息学分析及细胞实验验证。   
1.2   时间及地点   实验于2023年9-11月在内蒙古医科大学实验室完成。
1.3   资料获取   获取骨关节炎基因表达数据集：GEO数据库是由美国国立生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information，NCBI)创建并维护的基因表达数据库，可供用户查询和下载相关的基因表达数据[15]。在GEO数据库(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/)搜索骨关节炎相关基因芯片，搜索的关键词为“osteoarthritis”，获得由GPL20844平台提供的骨关节炎半月板基因芯片数据集GSE98918[16]。
1.4   方法   
1.4.1   数据处理及筛选差异基因   以上数据集来自于GEO数据库，下载数据为MINiML格式，采用R软件preprocessCore软件包中的normalize.quantiles函数进行对GSE98918数据集数据标准化预处理，根据相应平台注释信息，统计将探针ID转换为gene symbol，剔除多个基因的探针，计算多个探针对应基因的平均值，获得每个样本探针表达矩阵，标准化结果以箱式图呈现。为了确保筛选差异基因结果的显著性，使用R语言中的“limma”包，并且设定筛选条件为：差异表达基因的P < 0.05且|log2 fold change(log2FC)|> 1，这有助于集中对疾病样本和正常样本间进行差异基因分析并获得符合筛选条件的差异表达基因。同时使用“ggplot2”工具包绘制火山图及“pheatmap”工具包绘制热图。
1.4.2   交集基因   GeneCards(https://www.genecards.org/)是一个综合的数据库，涵盖了基因组学、转录组学、蛋白质组学、遗传学、临床及功能信息等方面。在GeneCards中检索关键词“Glucose metabolism”来获取与葡萄糖代谢相关的基因列表。随后，使用R软件的“VennDiagram”包来分析之前筛选出的差异表达基因与这些葡萄糖代谢相关基因的交集，并绘制韦恩图。目的在于识别那些在骨关节炎和葡萄糖代谢中都发挥作用的基因，通过这一分析可为骨关节炎发病机制提供新见解，特别是在代谢异常方面的认识，将有助于揭示可能在骨关节炎和葡萄糖代谢之间共同的分子机制和生物学过程。
1.4.3   生物富集分析   生物富集分析能够有效揭示特定基因集在生物学过程或代谢通路中的显著集中现象。基因本体(gene ontology，GO)分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG)富集分析作为两种常用的富集分析方法，不仅为研究者们提供了详尽的基因功能和信号通路注释，更在揭示疾病分子机制方面发挥着关键作用。使用R语言的clusterProfiler、DOSE和pathview包处理骨关节炎葡萄糖代谢相关基因，富集出与骨关节炎葡萄糖代谢相关基因的生物学过程及信号通路。最后，对富集结果进行可视化。
1.4.4   蛋白-蛋白互作(protein-protein interaction，PPI)   STRING数据库是一个功能强大的工具，可以提供丰富的蛋白质相互作用信息，将骨关节炎葡萄糖代谢相关基因导入STRING (https://stringdb.org/cgi/input.pl)在线分析软件，将结果导入Cytoscape软件，运用cyto Hubba插件中Degree算法进行关键基因筛选，获取前6位关键靶基因并构建PPI网络。
1.4.5   免疫细胞浸润分析   在骨关节炎的疾病进展过程中，异常浸润的免疫细胞参与了疾病的病理过程，可以为探究疾病的发病机制提供思路。为了在基因表达谱中量化浸润免疫细胞的相对比例，采用CIBERSORT算法对GSE98918数据集免疫浸润情况评估，采用pearson法分析免疫细胞相关性。
1.4.6   体外实验验证关键基因(Hub基因)的表达  研究表明，细胞因子白细胞介素1β用于刺激软骨细胞，通过提高基质金属蛋白酶、透明质酸酶和聚糖酶来对关节软骨进行酶降解。此次实验使用白细胞介素1β进行骨关节炎软骨细胞模型的诱导。
将人关节软骨细胞(武汉普诺赛，CP-H107)放入人关节软骨细胞完全培养基(武汉普诺赛，CM-H096)中培养，待细胞汇合度达到70%-90%时，弃掉培养瓶中的原培养基，加入无菌的PBS(南京生兴生物，SN331)冲洗2次，加入1 mL的0.25%胰酶(美国Hyclone，SH30042.01)，37 ℃孵育一两分钟。显微镜观察到大量细胞呈圆形状态时，立即加入2倍胰酶量的含血清(武汉普诺赛，164210)的培养基，终止胰酶消化，倾斜培养皿或培养瓶，自上而下吹打，使未脱落的细胞脱离。将培养瓶的液体转移到灭菌的15 mL离心管中，1 000 r/min离心5 min。将离心管上清液去掉，加入新鲜的培养基吹打均匀，使重悬于培养基中，进行细胞计数，将细胞以1×106/孔的密度均匀接种于6孔板中，细胞分组处理：对照组不做处理，实验组加入白细胞介素1β(10 ng/mL)刺激24 h造模[17]。
造模成功后，使用Trizol试剂盒(日本Takara，9108)按说明从每组细胞中提取总RNA，使用微量分光光度计检测RNA浓度和纯度，当A260/A280在1.8-2.0之间，RNA质量较好，质量较好的RNA可以直接用于下一步实验。使用TAKARA PrimeScript™ RT reagent Kit with gDNA Eraser试剂盒(日本Takara，RR047A)中的试剂将RNA反转录为cDNA，条件为37 ℃、15 min，85 ℃、5 s，然后冷却至4 ℃。使用SYBR® Premix Ex Taq(日本Takara，RR820A)进行荧光定量PCR。引物(南京东极生物科技有限公司合成)序列如表1，以GAPDH作为内参，所得各样品Ct值通过公式2-ΔΔCt法计算出各基因的相对表达量。其中，ΔCt=目的基因Ct值-内参基因Ct值，-ΔΔCt=空白对照组ΔCt平均值-各样品组ΔCt值。



1.5   主要观察指标   包括利用生物信息学方法筛选出的结果，以及进一步通过qPCR验证的标志物基因的表达情况。
1.6   统计学分析   实验所得数据采用平均数±标准误表示，所有的数据均使用GraphPad Prism 6处理及统计分析。两组样本均值之间的比较采用t检验，多组样本均值之间的比较采用ANOVA检验，通过Pearson相关性分析来计算不同基因之间的相关系数，P < 0.05表示差异有显著性意义。

骨关节炎的发病机制复杂多样，目前尚未完全研究清楚。然而，越来越多的研究指出，葡萄糖代谢紊乱可能与骨关节炎的发病密切相关[18]。鉴于葡萄糖代谢紊乱在骨关节炎发病中的潜在作用，此次研究基于生物信息学的方法，对骨关节炎中葡萄糖代谢相关基因进行了筛选。通过这一方法，筛选出一系列可能与骨关节炎中葡萄糖代谢相关的基因，为后续的研究提供重要的候选分子，并通过体外细胞实验进行了验证。这一研究不仅加深了对骨关节炎发病机制的理解，也为骨关节炎的治疗提供了新的可能。
此次研究通过从GEO数据库和GeneCards数据库挑选出骨关节炎的差异表达基因和葡萄糖代谢相关基因，经过交集基因获得134个与骨关节炎和葡萄糖代谢相关基因，再将134个基因进行GO和KEGG富集分析，在GO富集分析骨关节炎葡萄糖代谢相关基因所涉及的生物学过程中，发现这些基因主要参与了一系列与炎症和免疫反应密切相关的过程。首先，这些基因参与对有毒物质的反应，尽管骨关节炎并非直接由这些物质引起，但它们可能通过触发炎症反应或损害关节组织来间接影响骨关节炎的进程。其次，这些基因在炎症反应的正调节中起着至关重要的作用，通过增强或促进炎症反应，包括细胞因子的释放、炎症细胞的招募和活化等，与骨关节炎的进展密切相关。更重要的是，这些基因在白细胞和中性粒细胞迁移过程中发挥关键作用。白细胞迁移到炎症部位、中性粒细胞从血管迁移到炎症部位，作为炎症反应的重要组成部分，两者共同促进了骨关节炎关节内的炎症反应和损伤。此外，血小板脱颗粒释放的炎症递质也可能是骨关节炎炎症反应的一部分，而生物体对脂多糖(细菌细胞壁的成分)的反应则通常涉及免疫系统的激活。尽管脂多糖不是骨关节炎的直接原因，但细菌感染或免疫系统的异常激活可能通过触发炎症反应来间接影响骨关节炎的进程。细胞组分显示其主要存在于含胶原蛋白的细胞外基质、分泌性颗粒腔、细胞质囊泡腔、胶原蛋白三聚体、网格蛋白包被的内吞囊泡、血小板α颗粒腔等；分子功能上，其在与酰胺结合、肽结合、构成细胞外基质结构成分、有机酸结合、钙依赖性蛋白结合、抗氧化活性、脂多糖结合、长链脂肪酸结合、淀粉样蛋白β结合中发挥作用。在骨关节炎的发病机制及进展中，这些分子功能涵盖了广泛的生物过程，通过复杂的生物化学反应和信号传导途径共同影响疾病的进展。与酰胺和肽的结合功能可通过调节关节软骨的合成和降解平衡，进而影响软骨的结构和功能。MEINI等[19]研究表明，在人类软骨细胞中，缓激肽可以增加促炎细胞因子(如白细胞介素6和白细胞介素8)的产生，因此可能有助于促进软骨降解阶段，并证明阻断其受体将是骨关节炎的潜在治疗方法。细胞外基质的结构成分如胶原蛋白的维持和修复，对于关节软骨的稳定性和弹性至关重要。与有机酸和长链脂肪酸的结合功能，可能涉及关节软骨细胞膜的组成及抗菌性，进一步影响关节的正常功能[20]。与钙依赖性蛋白的结合功能在细胞信号传导中扮演着关键角色，可以影响炎症细胞的活化和炎症递质的释放。抗氧化活性的强弱则直接关系到细胞对抗氧化应激的能力，减少氧化应激对细胞的损伤，从而抑制炎症的发展[21]。而与脂多糖的结合则与免疫系统的识别和反应紧密相关，可能触发或调节炎症反应。HUANG等[22]认为脂多糖是骨关节炎的主要隐性危险因素，可通过激活Toll样受体触发体内的促炎先天免疫反应，不仅直接促进了炎症反应的加剧，而且还与关节损伤及其后续反应形成协同作用，共同激活并加剧了先天免疫反应，从而在骨关节炎的发病机制和疾病进展中发挥了重要作用。
基于KEGG富集分析的结果，明确发现骨关节炎葡萄糖代谢相关基因在多个关键生物学通路中显著富集，这些通路与炎症、免疫反应、神经活动和代谢等密切相关。PI3K-Akt信号通路是一条经典信号通路，其在各类组织、细胞中主要调控细胞的基本活动及细胞周期。有研究表明，阻断细胞内信号级联中的PI3K-Akt通路会导致增殖和凋亡失调。GSK3β是Akt的底物，Akt通过靶向调节GSK3β来调节细胞周期，与细胞增殖高度相关。AN等[23]利用小针刀联合脂肪源性干细胞对膝骨关节炎兔模型进行干预后发现，关节软骨内GSK3β mRNA及蛋白表达显著降低，促进了软骨细胞增殖，缓解了软骨变性。结合临床骨关节炎患者样本回顾与动物实验，证明软骨细胞的变性可以经PI3K-Akt通路中的GSK3β途径进行调节。金黄色葡萄球菌感染后引发的免疫反应和炎症过程可以间接加剧骨关节炎，因为感染后关节内的炎症反应可能导致关节软骨的进一步破坏[24]。神经活性配体-受体相互作用在骨关节炎中的疼痛感知和神经炎症方面扮演着重要角色，如P物质和降钙素基因相关肽等神经递质通过与其受体结合，增强疼痛感知并促进神经炎症。补体和凝血级联反应的异常激活可能触发关节内的炎症反应和血栓形成，从而加剧骨关节炎的病理过程。白细胞介素17信号通路的激活刺激关节滑膜细胞产生炎症递质，如前列腺素E2和基质金属蛋白酶，这些递质破坏关节软骨并加剧炎症。冯方等通[25]过回顾性研究发现白细胞介素17可反映膝骨关节炎患者疼痛程度及功能损伤程度及功能损伤程度，临床通过减少关节滑液中白细胞介素17，可能会减轻膝骨关节炎患者的临床症状。IIJIMA等[26]采用荟萃分析和多组学数据分析的综合方法，深入研究了小鼠年龄相关性膝骨关节炎的致病机制，观察到AGE-RAGE信号随时间的变化仅在雄性小鼠中显著，这一发现揭示了AGE-RAGE信号的失调是年龄相关性膝骨关节炎的一个性别依赖性驱动因素，为理解膝骨关节炎的性别特异性发病机制提供了新的视角。因此，对这些通路及其相关基因的研究不仅为人们提供了深入理解骨关节炎发病机制的线索，还为开发新的治疗方法和策略提供了重要依据。通过调节这些通路的活动，有可能减缓骨关节炎的进展并减轻患者的症状。
通过CIBERSORT算法分析，识别出骨关节炎样本中主要的免疫浸润细胞类型，这些细胞在骨关节炎的病理过程中发挥着关键作用。巨噬细胞极化在骨关节炎发生发展中的作用越来越明显，M1型巨噬细胞是分泌炎性细胞因子的促炎性细胞，而M2型巨噬细胞是促进组织修复的抗炎性细胞[27]。骨关节炎不仅是关节磨损引起的典型退行性疾病，而是一种多因素疾病，其中低度慢性炎症起着核心作用，M1型极化巨噬细胞可以通过引起关节低度慢性炎症参与骨关节炎发病[28]。单核细胞作为巨噬细胞的前体，可分化为巨噬细胞参与炎症反应[29]。
NK细胞在静息状态下可能起到免疫抑制作用，但在骨关节炎中它们可能因环境刺激而活化，释放细胞因子参与炎症反应，离子霉素可使NK细胞反应性降低，减缓骨关节炎的进展[30]。调节性T细胞则通过抑制其他免疫细胞的活化来维持免疫平衡，但在骨关节炎中它们的数量或功能可能发生变化，导致免疫失衡。SOHN等[31]注射载有Ⅱ型胶原和雷帕霉素的脂质纳米颗粒到小鼠体内，发现可有效诱导Ⅱ型胶原特异性抗炎调节性T细胞，显著增加抗炎细胞因子表达，减少关节中炎症免疫细胞和促炎细胞因子表达。CD8+ T细胞是细胞毒性T细胞的一种，能够识别和清除异常细胞，但在骨关节炎中，它们可能错误地攻击健康的软骨细胞，加剧关节损伤。HSIEH等[32]研究表明在骨关节炎发病过程中，伴随CD8+ T细胞活化的金属蛋白酶组织抑制剂1、血管内皮生长因子和基质金属蛋白酶13的表达增加。此外，抑制金属蛋白酶组织抑制剂1在关节中的表达可以延缓骨关节炎的进展。对骨关节炎样本中免疫浸润细胞分析，不仅有助于更深入地理解骨关节炎的发病机制，还为开发新的治疗策略提供了重要线索。针对炎症细胞的药物可能有助于减轻骨关节炎的炎症反应，减轻关节损伤。
在细胞实验验证中，与对照组相比，SERPINF1、TAC1、GLUL、APOE和TMEM176A的表达具有显著差异。这些关键基因在多个疾病领域及骨关节炎中展现出复杂而多样的功能和机制。SERPINF1作为色素上皮衍生因子(PEDF)的编码基因，在肿瘤学中以其强大的抗血管生成和抗肿瘤活性而备受关注。在遗传性疾病领域，SERPINF1的基因突变与成骨不全症紧密相关，该疾病以骨脆性和骨量减少为特征[33]。基于以上功能，在骨关节炎中，SERPINF1可能通过抗血管生成作用有助于减少滑膜组织的增生和血管翳的形成，从而减缓骨关节炎的进展。TAC1基因编码的速激肽前体蛋白在疼痛感知、应激反应和免疫调节中起关键作用[34]。在神经系统疾病中，TAC1及其产物如P物质和神经激肽A的释放增加，参与疼痛信号的传导和放大。目前关于TAC1在骨关节炎中的直接研究较少，但其在疼痛感知中的核心作用提示了其潜在的重要性。假设TAC1可能通过调节神经递质的释放和信号传导来影响疼痛感知，随着骨关节炎的进展，关节内炎症和机械应力增加，可能刺激TAC1阳性神经元的活化，导致疼痛信号的增强。GLUL作为调控神经递质谷氨酰胺合成的关键酶，在神经递质平衡、氮化合物代谢及能量供应方面扮演着重要角色，GLUL的这些功能对于维持神经系统的正常运作和防止氨中毒至关重要[35]。尽管目前没有直接证据表明GLUL直接参与骨关节炎的发病过程，但基于其能量供应和氨代谢的调节作用，可以合理推测在骨关节炎的复杂病理环境中，GLUL可能通过为关节内细胞提供能量来源或参与氨的解毒过程，间接地影响骨关节炎的进展。APOE作为在脂质转运与免疫调节中占据核心地位的载脂蛋白，不仅在脂质代谢疾病(如脂肪肝、肥胖、2型糖尿病)中通过调节脂质稳态发挥关键作用，影响脂质的吸收、合成与分布[36]；同时，在神经内科疾病领域，APOE更是神经退行性病变(如阿尔茨海默病、帕金森病)的关键风险因子，通过调节β-淀粉样蛋白清除及免疫反应影响神经系统稳态[37]。基于这些广泛的生物学功能，可以合理推测在骨关节炎中，APOE可能通过调节关节软骨的脂质代谢、影响炎症反应及免疫调节，与骨关节炎的病理过程紧密相连。关于TMEM176A在骨关节炎中的直接研究仍然较少，但基于其作为跨膜蛋白，可能参与细胞膜的稳定性和物质转运过程的潜在功能，可以提出一些假设：在骨关节炎中，TMEM176A可能通过调节细胞膜上特定通道或转运体的活性来影响营养物质的摄取和代谢废物的排出，从而影响软骨细胞的生存和功能。此外，TMEM176A还可能通过与其他信号分子的相互作用来调控软骨细胞的增殖、分化和凋亡等生物学过程。这些假设需要未来研究的进一步验证和探索。
经过系统的生物信息学分析和体外细胞实验的验证，成功筛选出与骨关节炎中葡萄糖代谢紧密相关的基因，并进行了GO和KEGG富集分析，以及对数据集进行免疫细胞浸润相关分析，揭示了SERPINF1、TAC1、GLUL、APOE和TMEM176A等基因在骨关节炎中的显著表达变化，凸显了它们作为潜在生物标志物的巨大潜力。这些基因在骨关节炎中的研究不仅有助于更全面地理解骨关节炎的发病机制，未来的研究应进一步验证这些假设，并通过多学科交叉合作，如分子生物学、细胞生物学、生物信息学及临床研究的结合，来深入揭示这些基因在骨关节炎中的具体作用机制。然而，由于当前研究所依赖的数据库资源和样本量有限，所得结果可能存在一定的偏倚性。因此，未来的研究需要进一步扩大数据源，深入探究这些基因在骨关节炎中的具体作用机制，并通过临床试验来验证其临床应用的实际价值。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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最新研究认为，当软骨细胞葡萄糖摄入受限，线粒体呼吸明显减弱，糖酵解过度活跃或出现障碍，使得细胞内ATP的总生成量严重下降，最终导致软骨细胞葡萄糖代谢紊乱，破坏软骨组织结构和功能的稳定，与骨关节炎发生发展过程紧密相关。骨关节炎患者往往伴随着葡萄糖代谢的异常，这种代谢紊乱可能直接或间接地参与了骨关节炎的发生和发展。#br# #br# 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程#br#

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