《Frontiers in Immunology》：Administration with carnosic acid alleviates the development of osteoarthritis by attenuating macrophage polarization-mediated inflammation and cartilage oxidative damage and degradation via regulating Nrf2/NF-kB axis
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本文首次系统揭示迷迭香酸（CA）通过激活Nrf2/HO-1通路抑制NF-κB信号传导，重编程巨噬细胞从促炎M1表型向抗炎M2表型转化，进而减轻软骨细胞氧化应激损伤、炎症反应和细胞外基质（ECM）代谢失衡，最终延缓骨关节炎（OA）进展。该研究为天然化合物靶向巨噬细胞极化治疗OA提供了新策略。
1 引言
骨关节炎（OA）作为一种常见的炎症性退行性关节疾病，全球患病人数从1990年的2.475亿激增至2019年的5.278亿，已成为全球第11大致残性疾病。OA典型的病理特征包括关节软骨退变和滑膜炎症，其中氧化应激与炎症反应是推动疾病进展的关键因素。滑膜巨噬细胞作为主要免疫细胞，在OA病理环境中极化为促炎M1表型，分泌大量IL-1β、IL-6等炎症因子，加剧软骨损伤。迷迭香酸（CA）作为从迷迭香中提取的天然二萜酚类化合物，已被证实具有抗炎和抗氧化活性，但其在OA中的作用机制尚未明确。
2 材料与方法
研究采用小鼠巨噬细胞系Raw264.7，通过LPS（100 ng/mL）诱导M1极化、IL-4（20 ng/mL）诱导M2极化，并利用条件培养基（CM）与小鼠原代软骨细胞共培养。通过CCK-8法检测细胞活力，免疫荧光染色分析CD86+M1和CD206+M2巨噬细胞比例，qRT-PCR和ELISA分别检测炎症因子mRNA和蛋白水平。建立前交叉韧带横断（ACLT）OA小鼠模型，腹腔注射CA（5-50 mg/kg）干预8周后，通过苏木精-伊红（H&E）和番红O固绿染色评估软骨组织病理变化，采用OARSI评分系统量化软骨退化程度。
3 结果
3.1 CA调控巨噬细胞极化表型转换
20 μM CA可显著抑制LPS诱导的M1标志物CD86、iNOS、IL-1β、TNF-α表达（均***P < 0.001），同时增强IL-4诱导的M2标志物CD206、CD163和IL-10表达。免疫荧光显示CA使CD86+M1巨噬细胞比例从LPS组的42.3%降至15.7%，CD206+M2细胞比例从IL-4组的31.5%提升至58.9%。
3.2 CA缓解巨噬细胞CM诱导的软骨细胞损伤
M1巨噬细胞CM使软骨细胞活力下降至对照组的54.3%，凋亡率升高至28.7%，ROS水平上升3.2倍，SOD活性降低67%。CA干预后上述指标均显著逆转（###P < 0.001），同时炎症介质NO、PGE2和细胞因子IL-6、TNF-α含量恢复至近正常水平。
3.3 CA拮抗ECM代谢失衡
CA可逆转M1巨噬细胞CM导致的软骨细胞合成代谢标志物aggrecan和胶原II表达下调（分别降低72%和65%），并抑制分解代谢标志物ADAMTS5、MMP-3和MMP-13的过度表达（分别上升4.1倍、3.8倍和4.5倍）。
3.4 Nrf2/NF-κB轴机制验证
Western blot显示CA处理使巨噬细胞Nrf2和HO-1蛋白表达分别增加2.3倍和1.9倍，核内p65 NF-κB磷酸化水平降低61%。通过siRNA敲低Nrf2后，CA对M1极化的抑制作用被逆转，且软骨细胞氧化损伤和炎症反应重新加剧。
3.5 体内实验验证OA缓解效应
ACLT模型小鼠经20 mg/kg CA干预后，OARSI评分从7.8分降至2.9分，滑膜炎评分从5.2分降至1.8分。关节组织中SOD活性恢复至 sham组的86%，MDA含量降低64%，软骨降解标志物MMP-3和MMP-13蛋白表达分别下降58%和61%。流式细胞术证实滑膜组织CD86+F4/80+M1巨噬细胞比例从21.3%降至9.7%，CD206+F4/80+M2细胞比例从12.1%升至25.4%。
4 讨论
本研究首次阐明CA通过激活Nrf2/HO-1信号轴抑制NF-κB通路，重编程巨噬细胞极化表型，进而改善软骨细胞氧化损伤、炎症反应和ECM代谢紊乱的多重保护机制。值得注意的是，CA在10-20 mg/kg剂量下即表现出与50 mg/kg相当的疗效，提示其具有良好临床应用潜力。然而，CA对OA模型疼痛行为学改善效果及其与其他Nrf2激动剂的疗效对比仍需进一步探索。
5 结论
CA通过调控Nrf2/NF-κB轴平衡巨噬细胞M1/M2极化，减轻软骨氧化损伤和炎症反应，最终延缓OA进展。该研究为天然化合物靶向免疫代谢治疗骨关节炎提供了新的理论依据和候选药物。
