骨关节炎（OA）传统上被认为是一种退行性关节疾病，主要特征是软骨破坏、软骨下骨重塑和骨赘形成。然而，最近的研究强调了炎症在 OA 发病机制中的重要作用，将 OA 重新定义为一种同时具有退行性和炎症成分的疾病。
OA 中特别关注的一种细胞因子是白细胞介素-6（IL-6），这是一种多效性促炎细胞因子，在 OA 关节中升高并与疾病进展相关。
IL-6 在炎症中起双重作用，根据不同的环境发挥促炎和抗炎反应。
升高的 IL-6 通过上调核因子κB配体受体激活因子（RANKL）来促进破骨细胞生成，RANKL 是 OA 中骨吸收和关节降解的关键介质。
然而，IL-6 参与软骨修复过程。
脂肪来源的干细胞（ASCs）能够分化成软骨细胞、成骨细胞和脂肪细胞，使其成为软骨修复的潜在候选者。此外，
ASCs 通过分泌抗炎细胞因子和促进调节性 T 细胞（Tregs）的扩增表现出强大的免疫调节作用，这对于维持免疫稳态和减轻炎症反应至关重要。
最近，
韩国干细胞研究中心及仁荷大学医学院骨科
联合团队在一项研究中旨在阐明 IL-6 表达对源于骨关节炎脂肪组织的 ASCs 功能特性的影响，以优化其对 OA 的治疗潜力。该研究
探讨了 IL-6 表达如何影响 ASC 介导的免疫调节，并根据 IL-6 表达水平将 ASCs 分为两组，分析了它们在与 PBMC 共培养系统中抑制免疫细胞增殖和炎性细胞因子产生的能力，以及IL-6 表达对 RANKL 水平的影响。
研究成果发表于
CELLS
期刊题为“
Elevated IL-6 Expression in Autologous Adipose-Derived Stem Cells Regulates RANKL Mediated Inflammation in Osteoarthritis
”。
这项研究从 OA 患者中分离了自体脂肪来源的干细胞（ASCs）。为了进一步表征 ASCs，使用流式细胞术分析了代表性 ASC 样本的表面抗原标志物，结果证实了
OA 患者分离的 ASCs 的间充质干细胞样特性和多能性。
首先，为了研究 OA 患者 ASCs 中免疫调节因子的表达模式，分析了 IL-6、CCL2 和 TGF-β 的 mRNA 表达和蛋白质合成水平，它们都在 OA 发病机制中的免疫调节和炎症中起关键作用（图1）。其中，
IL-6 表现出最明显的变异性，表明其对免疫调节和 ASC 功能的潜在影响
。进一步研究 IL-6 表达的作用，利用免疫荧光（IF）检测 IL-6 受体α（IL-6Rα）的表达，已知 IL-6 水平升高的细胞通过自分泌信号诱导 IL-6 受体α 的表达。结果显示，
与低水平 IL-6 组相比，高水平 IL-6 组的 IL-6Rα 表达更高，证实了 IL-6 信号在缺氧条件下被激活。
图1 与免疫调节因子 IL-6 、 TGF-b 和 CCL2 相关的 ASC 的基因和蛋白质表达分析。
接下来，为了探讨 IL-6 表达对 OA 患者 ASCs 基本特征的潜在影响，对 OA 患者的 IL-6 表达进行了筛选，将 ASCs 分为两组：IL-6 高表达组（ASC
IL-6H
，IL-6 表达最高的前 5 名患者的 ASCs）和 IL-6 低表达组（ASC
IL-6L
，IL-6 表达最低的 5 名患者的 ASCs）。分析两组 MSC 表面抗原标志物以及免疫调节因子 CCL2 和 TGF-β 的表达模式，发现
CCL2 表现出与 IL-6 相似的趋势，与 ASC
IL-6L
相比，在 ASC
IL-6H
中的表达显著更高。相反，TGF-β 表达显示出相反的模式，在 ASC
IL-6H
中显著降低
。尽管细胞因子表达存在这些差异，但两组之间基本的 MSC 表面标志物谱没有显著差异。鉴于这些发现，有必要进行进一步的实验，旨在评估这些 ASCs 的免疫调节能力，特别是它们调节 OA 免疫活性的能力。
为了阐明 ASCs 的免疫调节作用，在同种异体混合淋巴细胞反应（MLR）中研究了 ASC
IL-6H
和 ASC
IL-6L
在共培养中诱导调节性 T 细胞（Tregs）的能力。与 MLR 培养条件下的 Treg 群相比，
在 MLR 条件下 ASCs 共培养导致 ASC
IL-6H
和 ASC
IL-6L
组中 CD4+CD25+FoxP3+ Tregs 的百分比显著增加。
然而，ASC
IL-6H
和 ASC
IL-6L
之间的 Treg 诱导能力没有统计学上的显著差异
（图2 A、B）。
进一步检测 MLR 共培养上清液中关键细胞因子的分泌，包括 IFN-γ、TNF-α、IL-10 和 IL-17。
虽然与 MLR 对照相比，ASC
IL-6H
和 ASC
IL-6L
都导致促炎细胞因子 IFN-γ 和 TNF-α 明显减少，但 ASC
IL-6H
显著抑制了 IFN-γ 的产生
（图2 C）。另一方面，ASCs 诱导 IL-10（一种通常与调节性 T 细胞活性相关的抗炎细胞因子）的能力在两组中均未显著增强。这些结果表明，
ASCs 中的 IL-6 表达可能通过独立于调节性 T 细胞的机制调控免疫调节网络。
图2 ASCIL-6H 和 ASCIL-6L 之间调节性 T 细胞诱导的比较。
最后，还评估了 ASC
IL-6H
和 ASC
IL-6L
对植物血凝素（PHA）刺激的外周血单核细胞（PBMCs）增殖和激活的影响。
来自健康供体的 PBMCs 被 5 μg/mL 的 PHA 激活并与 ASCs 共培养，与未处理的对照相比，导致其增殖显著上调。
3 天后，PBMCs 增殖急剧增加。然后，评估了 ASC
IL-6H
和 ASC
IL-6L
抑制这种 PHA 诱导的增殖能力（图3 A），结果表明，两个 ASC 组对 PHA 诱导的 PBMC 增殖的抑制作用存在统计学意义差异。
与 ASC
IL-6L
相比，ASC
IL-6H
抑制 PHA 诱导的 PBMC 增殖的能力显著增强，其抑制作用不仅体现在减少总体增殖上，还体现在 T 淋巴细胞活化标志物、CD25 和炎性细胞因子的表达中
（图3 B）。
在 ASC
IL-6H
存在下，炎性细胞因子（包括 TNF-α 和 IFN-γ）的产生受到显著抑制
（图3 C），该结果与在 MLR 条件下观察到的结果一致。
这些发现表明，IL-6 表达较高的 ASCs 可能具有更强的免疫抑制潜力，这可能对治疗炎症非常有益。
活化的免疫细胞，尤其是 T 细胞，表达 RANKL，这是 TNF 家族的一员，可促进破骨细胞生成和软骨破坏。因此，过度免疫激活导致的 RANKL 表达增强会导致骨吸收增加和关节损伤，例如 OA 和类风湿性关节炎。鉴于活化的免疫细胞表达 RANKL，这与骨关节炎的恶化有关，因此研究了 ASC 表达的 IL-6 是否可以调节 RANKL 表达。
表征 RANKL 在 PHA 激活的 CD3+ T 细胞中的表达，结果显示，
PHA 刺激 PBMCs 导致 RANKL 表达显著上调，ASC
IL-6H
和 ASC
IL-6L
抑制 PHA 诱导的 PBMCs 中 RANKL 表达的能力
。与 ASC
IL-6L
相比，ASC
IL-6H
对 RANKL 表达的抑制作用要强得多。这突出了 ASC
IL-6H
调节 RANKL 表达能力的增强，这可能对控制骨关节炎进展具有重要意义。
图3 ASCIL-6H 和 ASCIL-6L 之间的免疫调节作用比较。
这项研究结果表明，IL-6 高表达的 ASCs 可能通过促进组织再生和抑制驱动骨吸收的关键因子（如 RANKL）在骨关节炎中提供更大的治疗益处。选择具有较高 IL-6 表达的 ASCs 可以提高 OA 干细胞治疗的临床疗效，特别是在减少炎症介导的破骨细胞生成方面。这些研究将有助于阐明 IL-6 表达在塑造基于 ASC 疗法的治疗效果中的作用。
