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关节软骨作为人体膝关节的应力传递组织,在日常生活和竞技运动时承受和传递力学负荷,并减少和缓冲股骨和胫骨的震动和冲击。研究显示,当膝关节过度运动、负重或受到严重创伤时,软骨组织会出现结构和功能的损伤、破坏,继而引起组织反复炎症和疼痛,从而引发骨性关节炎（Osteoarthritis,OA）。随着世界人口老龄化现象成为常态,OA的发病率逐年递增,在55岁以上人群中高达80%。OA是一种累及软骨、骨和骨下骨的退行性疾病,具有非常高的致残率,被誉为“头号致残疾病”。OA疾病的发生和发展是一个多因素、多步骤的过程。目前对OA病变发生的机制仍不明确,且也缺乏彻底有效的临床治疗手段,无法阻止OA病变发生。近来的研究表明,赖氨酰氧化酶家族是一类能够交联胶原蛋白和弹性蛋白的氨氧化酶,在软骨组织结构重塑中发挥着举足轻重的作用,并被认为是软骨组织工程和再生修复的潜在靶点。然而,由于赖氨酰氧化酶（lysyl oxidase,LOX）功能的多样性,尽管已有研究证实了通过操纵外源性生长因子增加LOX的表达可促进组织的快速愈合,但目前研究仍有不足,亟待深入。因此,进一步探究LOX在OA疾病发生发展中的作用及其干预机制,对于探索OA治疗中有效的潜在靶点及机制具有重要的科研意义和临床价值。因此,本文通过一系列体内外实验检测和评估LOX对OA疾病的生物学调控,并构建体内OA模型以探讨其减缓OA疾病的作用,以期为OA发生发展机理研究及其临床应用转化提供理论依据与科学参考。本论文主要的研究内容和结论如下:（1）以体内动物和体外细胞实验为基础,探明LOX在OA病变中的调控作用为验证LOX在正常软骨组织与OA软骨组织中的差异性表达,本文构建了在体OA模型,并检测了OA软骨组织和正常软骨组织中LOX的表达情况。结果显示,OA软骨组织中LOX表达显著下调,并伴随着软骨形态松散、软骨完整性破坏。此外,为了检测分析LOX在OA软骨细胞和正常软骨细胞中的表达差异,采用炎症因子（TNF-α、IL-1β）和15%的力学拉伸（损伤性力学刺激）处理软骨细胞来构建体外OA模型。结果发现,炎症因子和损伤性力学刺激均显著性减少软骨细胞中LOX的基因及蛋白的表达。为了验证LOX失活后软骨组织的变化情况,在不影响二型胶原和聚蛋白聚糖合成的前提下,本文使用LOX特异性抑制剂β-氨基丙氰（BAPN）抑制LOX后发现,关节软骨力学特性降低,软骨形态松散,软骨基质丢失破坏。由此说明LOX的活性在关节软骨病变和修复过程中发挥重要作用。（2）LOX对OA疾病生物学表型的调控及其分子机制为验证LOX在OA疾病生物学表型调控中的作用,首先检测外源添加LOX蛋白对炎症因子TNF-α诱导下的软骨细胞增殖、周期、凋亡和炎症响应以及相关基因和蛋白表达的影响。结果显示,TNF-α处理后软骨细胞的MMPs、IL-1β基因和蛋白表达水平显著上调,Ⅱ型胶原和聚蛋白聚糖表达降低,细胞增殖能力和细胞活性降低,同时细胞凋亡增加。LOX处理后显著降低了TNF-α诱导的软骨细胞中MMPs和IL-1β的高表达,提高了细胞增殖能力和细胞活性,减缓了软骨细胞的凋亡。这表明LOX不仅可以逆转TNF-α诱导的细胞增殖停滞和细胞凋亡,还可以显著抑制TNF-α诱导的炎症响应。为了探索LOX调控炎症的信号通路,采用转录组测序手段分析和富集LOX参与炎症调控的相关信号通路,并用分子生物学手段进一步验证了相关信号通路和分子机制。结果发现,共有的167个差异表达基因（DEGs）高富集于TNF信号通路,IL-17信号通路,NF-κB信号通路,NOD样受体信号通路,Toll样受体信号通路等炎症相关信号通路。进一步的实验验证显示,LOX通过STAT3的去乙酰化作用抑制NLRP3进而调控炎症反应。（3）外源性LOX抑制炎症反应延缓骨关节炎发病进程为在体验证LOX干预延缓OA发生发展的作用,首先采用前交叉韧带横切方法构建大鼠在体OA模型,并用HE染色、免疫荧光染色、q PCR及WB等方法,评估了LOX延缓OA疾病的作用。结果显示,对照组关节软骨形态正常,OA组关节软骨厚度减小,形态不规则。但是,LOX治疗组的关节软骨厚度明显更大。与对照组相比,LOX治疗组的软骨磨损状态与OA组相比较轻,软骨基质区域明显增大,半定量结果显示具有显著性差异。另外,与对照组相比,OA的组织学评分有显著差异,而LOX治疗明显改善了软骨病变,组织学评分与OA组也有显著差异。这表明LOX表现出显著的OA治疗效果。综上所述,本文研究结果表明LOX能够保护软骨细胞免于炎症刺激引起的损伤。在炎症条件下,LOX对软骨细胞表现出显著的保护作用,软骨细胞的凋亡现象得到有效抑制,活性和增殖能力得到有效恢复。同时,炎症刺激引起的MMPs和IL-1β基因和蛋白表达被明显抑制,并且软骨细胞的ECM能够有序合成。不仅如此,在动物水平上进行验证后得到相似的结论。本文的研究结果将为OA发生、发展和干预的机制研究提供相关的理论基础和视角参考。