中文摘要：

骨关节炎（osteoarthritis，OA）是最常见且严重危害人类健康的关节疾患之一，但OA发生的分子机制尚未明确，遗传小鼠模型也十分有限。已有的体外研究关于PI3K/Akt信号通路在OA发生中的作用一直存在争议。本研究利用组织特异性条件基因敲除技术，在小鼠关节软骨细胞中特异性地敲除Pten基因或Akt1基因，在体内过度激活或阻断PI3K/Akt信号通路，从正反两方面直接明确该信号通路与OA发生之间的因果联系。综合利用各种分子生物学技术手段，我们将深入探索PTEN调节的PI3K/Akt信号通路维持关节软骨完整性的分子机制，并在人类OA标本中验证这些分子机制的变化。更重要的是，我们将利用本OA小鼠模型，探索以PI3K/Akt信号通路为靶标防治OA的可能性。本研究将有助于我们更全面的认识骨关节疾病发生的分子机制，为研究相关疾病提供新颖的实验动物模型和新的治疗思路。

结论摘要：

在体外实验中，PI3K/Akt信号通路可保护软骨细胞免于凋亡，并且促进软骨细胞的增殖，但另一方面，PI3K/Akt信号通路也可能通过触发衰老信号通路缩短软骨细胞的寿命，这种双刃剑作用使得人们很难认清PI3K/Akt信号通路在骨关节炎（osteoarthritis，OA）发生过程中的真实作用。本研究拟通过基因敲除的方法研究PI3K/Akt信号通路在OA发生及进展过程中的重要生理功能及其所包含的分子机制。我们首先检测了PI3K/Akt信号通路在人类OA标本中，以及在实验性小鼠OA模型中的活化情况。我们发现PI3K/Akt信号通路的激活在OA的发生及进展过程中十分普遍。为了确证PI3K/Akt信号通路与OA发生的因果关系，我们在小鼠关节软骨细胞中特异性地敲除了Pten或者Akt1基因。在Col2a1-Cre;Ptenfl/fl条件基因敲除小鼠中，持续激活的PI3K/Akt信号通路导致持续进展的OA表型，而Col2a1-Cre;Akt1fl/fl条件基因敲除小鼠在接受了膝关节半月板切断手术后，与接受手术的野生型小鼠相比，OA的进展被显著延迟了。在研究PI3K/Akt信号通路导致OA发生的分子机制过程中，我们发现激活的PI3K/Akt信号通路导致关节软骨细胞内发生氧化应激，并因此导致关节软骨细胞发生早熟衰老。我们的研究首次提供体内的遗传学证据表明PI3K/Akt信号通路的激活破坏关节软骨细胞的稳态维持，通过氧化应激引起关节软骨细胞的衰老和OA的发生。