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骨性关节炎(Osteoarthritis，OA)是一种在老年人中常见的退行性关节病变，是导致老年人行走不便的最主要疾病。骨性关节炎为关节慢性进行性病变，多累及负重关节，临床上以关节疼痛、关节活动受限、关节畸形为特点。目前国内外对OA的研究虽然较多，但是仍然缺乏有效安全防治骨性关节炎的药物。研究早期影响骨性关节炎进展的分子机制，有利于寻找延缓关节炎进展的药物，研发早期治疗措施。FGFR3（Fibroblast growth factor receptor3，FGFR3）属于成纤维细胞生长因子受体家族，为酪氨酸激酶受体，其配体为成纤维细胞生长因子（Fibroblast growth factors，FGFs）。在23种FGFs中，FGF9和FGF18是FGFR3的相对特异性配体。FGFR3除了在骨骼发育过程中发挥重要作用外，其在关节软骨的发育以及关节软骨细胞稳态维持中发挥重要作用。FGFR3敲除小鼠会出现骨性关节炎的表型，其关节软骨中MMP13的表达升高，提示FGFR3对关节软骨起保护作用，但是FGFR3敲除小鼠出现OA表型并没有排除其骨骼畸形的力学影响。FGF9是FGFR3的相对特异性配体，在小鼠中FGF9突变会导致肘关节和膝关节的骨性联结综合征（Elbow knee synostosis, EKS）,在人可引起多发性骨性连接综合征（Multiple synostosis syndrome, SYNS），EKS和SYNS的重要特点就是小鼠或者患者出现关节融合等症状。这些结果提示FGFR3在骨关节炎发生过程中起重要作用，但FGFR3调节软骨修复的具体机制尚不明确。为了进一步探讨FGFR3在骨性关节炎发生发展中的作用和机制，我们使用FGFR3软骨特异性诱导敲除和持续激活小鼠，来探索FGFR3在关节炎发生和发展过程中对关节软骨修复过程的影响。实验方法：1、建立三种小鼠模型，其中Fgfr3G369C/+小鼠为FGFR3增强型点突变小鼠（模拟人的ACH疾病，称为ACH小鼠），Col2a1-CreERT2;Fgfr3flox/flox小鼠为FGFR3软骨特异性诱导敲除小鼠（Fgfr3conditional induced knock out，简称为Fgfr3cKO小鼠），Col2a1-CreERT2;Fgfr3+/K644Eneo小鼠为FGFR3软骨异性诱导持续激活小鼠（Fgfr3conditonal induced activation，简称为Fgfr3cActivation小鼠）。PCR鉴定小鼠基因型。在Fgfr3cKO小鼠和Fgfr3cActivation小鼠2月龄时腹腔注射Tamoxifen，连续注射5天，使小鼠在成年期软骨中敲除或激活FGFR3；2、建立小鼠关节炎模型，即老年自发OA模型和DMM（Destablilization of themedial meniscus）手术诱导的OA模型。DMM手术即显微手术挑断内侧半月板胫骨韧带，造成小鼠内侧半月板不稳定而关节软骨磨损形成OA。在Fgfr3cKO小鼠和Fgfr3cActivation小鼠注射完Tamoxifen后行DMM手术。3、 ACH小鼠在12月和20月龄时取材，Fgfr3cKO和Fgfr3cActivation小鼠分别在3月龄和4月龄时取材。使用X光观察Fgfr3cKO小鼠4月龄时体长和关节大体情况。制备以上小鼠标本的组织切片。使用藏红固绿染色观察关节软骨情况，并参考OARS（IOsteoarthrisits Research Society International）推荐方法对ACH小鼠、Fgfr3cKO和Fgfr3cActivation小鼠的关节软骨基质丢失和损伤情况进行评分。使用免疫组化染色观察关节软骨Col II、Collagen X以及MMP13的表达，在Fgfr3cKO小鼠关节软骨中观察FGFR1的表达。4、体外培养Fgfr3cKO小鼠原代关节软骨细胞，用4-hydroxyTamoxifen处理，在原代软骨细胞中敲除Fgfr3，然后利用实时荧光定量PCR检测Mmp13、Collagen X、Collagen II、Adamts-5、Ihh的表达。5、通过转染实验使ATDC5细胞过表达Fgfr3,利用实时荧光定量PCR检测Mmp13、Collagen X的表达。主要实验结果：1、Fgfr3cKO小鼠关节软骨发生异常肥大化并在DMM手术后关节损伤加重。(1) Fgfr3cKO小鼠骨骼大体发育正常；(2) Fgfr3cKO小鼠关节软骨肥大化并在DMM手术后1月后关节软骨损伤加重；(3) Fgfr3cKO小鼠关节软骨MMP13、Collagen X表达升高而Collagen II表达降低；(4) Fgfr3cKO小鼠关节软骨FGFR3表达降低而FGFR1表达增高；(5) Fgfr3cKO小鼠原代软骨细胞Mmp13、Collagen X、Adatms-5和Ihh表达上调2、老年自发骨关节炎模型中ACH小鼠关节软骨细胞外基质降解延迟，并且其MMP13、Collagen X表达降低。3、Fgfr3cActivation小鼠关节软骨在DMM手术后关节软骨损伤过程延迟发生。DMM术后Fgfr3cActivation小鼠关节软骨MMP13和Collagen X表达降低而CollagenII表达升高。4、ATDC5细胞中过表达Fgfr3导致Mmp13、Collagen X表达下调。主要结论：通过上述分析，我们发现FGFR3在骨性关节炎发生和发展的过程中其重要作用，其结论如下：1.在关节软骨中敲除FGFR3导致细胞异常肥大化，并在DMM手术后加重OA的表型。2. FGFR3信号缺失促进关节软骨分解代谢增加，可能是由于FGFR3信号缺失引起FGFR1信号和IHH信号的激活，最后导致关节软骨代谢紊乱。3. FGFR3信号的激活可减缓OA中关节软骨损伤的进程。