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目的:肥胖被认为是骨关节炎（osteoarthritis,OA）的危险因素,其中由于肥胖导致的OA越来越引起人们的关注。肥胖相关OA属于代谢性OA的一种,肥胖人群中OA高患病率除了关节负荷增加以外还与体内过多的脂肪因子显著相关,其中瘦素是脂肪组织分泌的最相关因子之一。但是,瘦素在肥胖相关OA的发病中是否是一个必要条件?抑或只是OA进展的促进因素?瘦素是通过何种机制促发/促进OA?这些问题的解决对揭示肥胖相关OA的作用机制具有至关重要的作用。Toll样受体（Toll-like receptors,TLR）是参与非特异性免疫（天然免疫）的一类重要蛋白质分子,其中TLR2和TLR4与维持关节软骨细胞的稳态关系密切。TLR2可激活导致下游转录因子的激活,从而调节存活基因或促炎细胞因子和趋化因子的表达。而TLR4是天然免疫受体家族引起肥胖相关性炎症反应最主要的Toll样受体,被认为是引起肥胖相关性炎症反应最主要的Toll样受体。我们推测,瘦素可能通过调控TLR4/TLR2信号途径在促发/促进肥胖相关OA方面发挥关键作用。细胞因子信号抑制物（suppressor of cytokine signaling,SOCS）3是瘦素信号的负反馈抑制因子,在肥胖相关OA的发生发展过程中,SOCS3可能是瘦素信号调控TLR4/TLR2信号途径的一个关键因子。因此,本研究通过采用高脂饮食喂饲SD大鼠诱导肥胖相关OA及进行大鼠原代软骨细胞培养等体内、外实验,探讨瘦素在肥胖相关OA的发生过程中是否作为始动因素发挥作用以及可能的作用机制,为寻找肥胖相关OA的干预靶点及营养防治措施提供新思路。方法:1、6 w龄SPF级雄性SD大鼠72只,适应性喂养1周后,按体重随机分为对照组（CON）和高脂组（HFD）,每组36只,高脂组大鼠给予高脂饲料（脂肪供能比58%）,对照组大鼠给予普通饲料（脂肪供能比10%）。分别在5、15、27周末时,从两组分别随机取出12只,进行隔夜禁食,腹主动脉取血,取出的血清冻存,ELISA法检测血清瘦素水平。每组取5只大鼠的右下肢膝关节提取关节液,左下肢膝关节进行番红O染色、HE染色、番红O-固绿染色和MMP-13免疫组化染色,对关节组织进行病理学检测并用双盲法进行Mankin评分。每组取7只大鼠的关节剥离干净,一侧关节提取软骨RNA,采用q RT-PCR法分别测定瘦素、OB-Rb、Cd14、Tlr2和Tlr4的m RNA水平;另一侧关节关节提取软骨蛋白质,western blotting法测定JAK2（p-JAK2）、STAT3（p-STAT3）、CD14、TLR2、TLR4、SOCS3和MMP-13的蛋白表达水平。2、AG490抑制剂对软骨细胞相关蛋白表达影响:采用大鼠原代软骨细胞,分别用单独瘦素及瘦素和IL-1β联合作用的方式处理细胞,具体分组如下:（1）单独瘦素处理:CON组（0.1%DMSO）、leptin组（200 ng/m L leptin+0.1%DMSO）、AG490组（10μM AG490+0.1%DMSO）和leptin+AG490组（200 ng/m L leptin+10μM AG490+0.1%DMSO）;（2）瘦素联合IL-1β处理:CON组、单独IL-1β组（10ng/ml）、leptin+IL-1β组（200 ng/m L leptin+10ng/ml IL-1β）、单独AG490组（10μM）、IL-1β+AG490组（10ng/ml IL-1β+10μM AG490）和leptin+IL-1β+AG490组（200 ng/m L leptin+10ng/ml IL-1β+10μM AG490）。用10μM AG490预处理2小时,之后干预组细胞加入终浓度为200ng/ml的瘦素和/或10ng/ml的IL-1β,继续培养2小时或24小时,采用western blotting方法检测相关蛋白表达。3、沉默SOCS3后软骨细胞蛋白表达:采用携带sh SOCS3基因滴度为30 MOI的慢病毒及阴性对照慢病毒感染软骨细胞,同时加入200ng/ml瘦素和/或10ng/ml的IL-1β处理,培养2小时或24小时后采用western blotting方法检测相关蛋白表达。结果:1、从第3周起,HFD组的体重显著高于CON组,且HFD组与CON组的体重差值随着时间的推移而增大（P<0.05）。5周、15周和27周HFD组大鼠的体脂比均显著高于CON组大鼠（P<0.001）。HFD组大鼠血清总胆固醇及甘油三酯水平均随干预时间的延长而显著升高。从15周起,HFD组大鼠血清总胆固醇含量显著高于CON组,差异有统计学意义（P<0.05,P<0.01）。从5周起,HFD组大鼠血清甘油三酯含量即显著高于CON组,差异有统计学意义（P<0.05,P<0.01）。2、在5周、15周和27周HFD组大鼠血清瘦素水平均显著高于CON组（P<0.001）。此外,HFD组瘦素水平随着时间推移明显升高,27周HFD组血清瘦素水平显著高于5周和15周HFD组（P<0.001）,但是不同时点CON组间瘦素水平无差别（P>0.05）;5周时,关节液中瘦素水平在两组间无差别（P>0.05）。在15周和27周时,HFD组关节液中瘦素水平明显高于CON组（P<0.01,P<0.001）。与5周相比,15周和27周的HFD组关节液中瘦素水平均显著升高（P<0.01,P<0.001）。然而,不同时点间CON组关节液中瘦素水平无差别（P>0.05）。5周时,血清和关节液中瘦素在HFD组和CON组中均无相关关系（P=0.2029,P=0.1222）。在15周和27周,HFD组血清和关节液中瘦素存在正相关关系（R2=0.8019,P=0.2029;R2=0.9613,P=0.0033）。不同时点的CON组血清和关节液中瘦素均无相关关系（P>0.05）。在15周及27周时,HFD组大鼠血清及关节液IL-1β水平均显著高于CON组（P<0.01,P<0.001）。此外,HFD组血清关节液中IL-1β浓度也随着时间推移逐渐升高。3、与CON组相比,HFD组在5和15周时没有明显的OA特征。在第27周,HFD组大鼠的膝关节中观察到OA样病变。此外,HFD大鼠的Mankin评分随着时间的推移逐渐增加,27周的HFD组Mankin评分显著高于第5周评分（P<0.01）,这与病理染色结果一致。此外,在5周和15周时,HFD组和CON组MMP-13表达量无差别（P>0.05）。在27周时,HFD组MMP-13表达水平显著高于CON组（P<0.001）。5周时,HFD组和CON组COMP蛋白表达无差别（P>0.05）。在15周和27周时,HFD组COMP表达显著高于CON组（P<0.05,P<0.01）。4、HFD组大鼠膝关节软骨瘦素和瘦素受体m RNA表达均随干预时间的延长而逐渐升高（P<0.05）,同一时点间比较,5周、15周和27周时HFD组大鼠膝关节软骨中瘦素和瘦素受体m RNA表达均高于CON组（P<0.05,P<0.01）。与CON组相比,5周时HFD组大鼠膝关节软骨中JAK2-STAT3信号通路并未激活（P>0.05）。在15周和27周时,HFD显著上调了P-JAK2和P-STAT3的表达（P<0.05,P<0.01）。此外,与CON组相比,HFD组中瘦素信号通路负反馈调节因子SOCS3的表达在15周和27周时也显著升高（P<0.05,P<0.01）,HFD组大鼠Cd14、Tlr2及Tlr4 m RNA及蛋白表达均显著高于CON组（P<0.05,P<0.01）。5、在软骨细胞中,与空白CON组相比,单纯瘦素处理即可激活JAK2-STAT3信号通路（P<0.05）。然而,当加入AG490后,瘦素对JAK2-STAT3信号通路的激活被抑制（P<0.05,P<0.01）。瘦素可上调大鼠原代软骨细胞中CD14、TLR2、TLR4、MMP-13以及SOCS3表达（P<0.01,P<0.001）。而AG490则可以抑制瘦素对上述蛋白的上调（P<0.05,P<0.001）。与IL-1β单独处理相比,瘦素联合IL-1β处理大鼠原代软骨细胞对JAK2-STAT3信号通路的激活作用更为明显。加入AG490后,对IL-1β单独处理以及瘦素联合IL-1β处理的大鼠原代软骨细胞JAK2-STAT3信号通路的激活均有显著的抑制作用（P<0.01,P<0.001）。沉默SOCS3后,增强了瘦素对JAK2-STAT3信号通路的激活作用（P<0.01,P<0.001）。与CON及NC组细胞相比,慢病毒干扰沉默SOCS3可显著增强IL-1β以及瘦素联合IL-1β处理对大鼠原代软骨细胞JAK2-STAT3信号通路以及下游相关蛋白的上调（P<0.01,P<0.001）。结论:1、高脂饮食可以诱导肥胖相关OA的发生,且血清瘦素水平的升高可能是高脂饮食诱导的肥胖相关OA发生的始动因素之一。2、在高脂饮食诱导的肥胖相关OA中,瘦素可通过激活JAK2-STAT3信号通路调控CD14-TLR4/TLR2的表达参与OA的发生发展。3、肥胖相关OA大鼠关节软骨中不存在明显的瘦素抵抗,但沉默SOCS3可以增强软骨细胞对瘦素的敏感性,SOCS3可以作为肥胖相关OA治疗的靶点之一。