颞下颌关节骨关节病(TMJOA)是一种严重的颞下颌关节紊乱病(TMD)，严重损害关节功能，影响患者的生活质量。软骨细胞的代谢改变在TMJOA的进展中起着至关重要的作用。然而，这些变化背后的确切分子机制仍然知之甚少。2025年11月3日，西安交通大学口腔医院亓坤、刘中博研究团队在Cell Death and Disease（IF 9.6）上发表了题为“USP32 promotes temporomandibular joint osteoarthritis by modulating PKM2 stability and glycolytic metabolism in chondrocytes”的文章。研究发现USP32通过PKM2去泛素化调节软骨细胞代谢和炎症的新机制，为TMJOA的发病机制和潜在的治疗策略提供了新的见解。
研究结果
1、软骨特异USP32敲低可减轻TMJOA退行性改变
研究人员发现USP32上调加剧TMJ软骨细胞凋亡，鉴于USP32在关节炎软骨中的持续上调，利用AAV-miR30shRNA进行了USP32的软骨特异性敲低以阐明其在TMJOA的作用。USP32敲低后凋亡标志物以及ECM降解的指示物显著减少。相反，在4周和8周时间点，Col2a1的表达都显著增加。微计算机断层扫描(Micro-CT)分析显示软骨下骨的结构有了实质性的改善，表明USP32敲低后骨骼质量和结构完整性都得到了提高。组织学评估显示软骨保存得到改善，免疫组织化学分析证实USP32基因敲低可有效抑制IL-1β的表达。此外，研究发现抑制USP32通过减少细胞凋亡、使代谢改变正常化和维持线粒体的完整性来减缓骨关节炎的进展。
2、糖酵解代谢通过USP32-PKM2轴驱动软骨细胞的炎症反应
研究发现USP32通过其桶状结构域直接与PKM2相互作用，进一步研究了USP32与PKM2相互作用的调控机制，发现USP32通过切割K48和K11连接的泛素链来发挥PKM2的翻译后调节作用，从而防止其蛋白酶体的降解，并显著提高其四聚体的稳定性。为了阐明USP32是否通过调节PKM2而发挥其炎症作用，将siPKM2共转染到USP32过表达的炎症软骨细胞中。在USP32过表达的软骨细胞中抑制PKM2基因有效地逆转了细胞外基质的降解，恢复了Col2a1的表达，并抑制了Mmp13、ADAMTS等标志物以及Bax和裂解的caspase 3等凋亡指标，这种干预也改善了软骨细胞的活力、线粒体功能和正常化代谢紊乱。使用竞争性糖酵解抑制剂2-脱氧D-葡萄糖(2DG)抑制糖酵解显著降低USP32过表达的影响，导致Col2a1表达增加，同时降低细胞外基质降解的标记物以及凋亡相关蛋白；同时，2DG治疗提高了软骨细胞的活力。以上研究表明USP32通过稳定PKM2介导的代谢重编程是驱动软骨细胞炎症反应的关键机制，糖酵解抑制剂的应用有效地减轻了其对软骨细胞的损伤作用。
结论
本研究发现USP32是骨关节炎的关键调节因子，通过去除K48/K11连接的泛素链以稳定PKM2，进而激活软骨细胞中的糖酵解，突出了USP32-PKM2轴在TMJOA发病机制中的作用，揭示了代谢失调的新机制，并确定了OA干预的潜在治疗靶点。
