西安交通大学医学部孙世权教授团队联合中国科学院广州生物医药与健康研究院彭广敦研究员团队，从软骨细胞、软骨组织、膝关节骨性关节炎人群三个层面，整合了单细胞、空间以及全基因组关联分析等多模态数据，构建软骨细胞分群或状态图谱景观、明确膝关节骨性关节炎关联细胞群或亚群、确定膝关节骨性关节炎患者亚型、提供膝关节骨性关节炎疾病相关标志物和单细胞分辨率易感位点，为揭示膝关节骨性关节炎发病机制提供新视角，近日相关研究成果发表在《风湿病年鉴》上。

研究发现了介导遗传变异与KOA的关键细胞群。（课题组供图）

为了建立膝关节骨性关节炎患者和正常对照软骨细胞的细胞图谱景观，研究对8例骨关节炎患者中承重区与非承重区，以及3例正常对照个体膝关节软骨进行了scRNA-seq单细胞转录组测序分析，还发现了2种新的稀少软骨细胞。另外，研究还发现前肥大软骨细胞不仅在细胞组成比例中具有最大的差异，而且在转录水平上也显示出了最大的差异，提示前肥大软骨细胞可能是引起膝关节骨性关节炎的关键细胞群。随后，团队对4例骨关节炎患者以及1例正常对照样本膝关节软骨进行了空间转录组测序数据分析，构建了膝关节骨性关节炎患者与正常对照膝关节软骨的空间转录组图谱。

通过软骨细胞交互分析，发现膝关节骨性关节炎患者与正常对照的主要差异集中在由前炎性软骨细胞激活的多种膝关节骨性关节炎特异性炎性相关信号通路。最后，发现前肥大软骨细胞无论在细胞丰度水平、还是转录差异水平，均与膝关节骨性关节炎状态显著相关，且具有较高的疾病状态预测精度。并发现欧洲人群与亚洲人群的全基因组关联分析关联基因均主要富集于肥大软骨细胞群，提示遗传因素可能通过影响肥大软骨细胞群的稳定性，从而导致膝关节骨性关节炎的发生。（来源：中国科学报 严涛 张行勇）

相关论文信息：https://doi.org/10.1136/ard-2023-224420