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背景：膝骨关节炎（KOA）是一种退行性关节疾病，其特征为软骨进行性退化和滑膜炎症，而现有疗法仅能缓解症状。本研究旨在确定 N-乙酰氨基葡萄糖（GlcNAc）在延缓 KOA 进展方面是否优于盐酸氨基葡萄糖（GlcN·HCl），并阐明其潜在作用机制。方法：采用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）检测血清 UDP-GlcNAc 浓度，以全面评估 GlcNAc 和 GlcN·HCl 的药代动力学与药效学特征。利用内侧半月板失稳（DMM）大鼠模型，通过微型计算机断层扫描和组织病理学评估关节组织的结构变化。此外，我们开展了整体 RNA 测序、流式细胞术和 ELISA，以验证 GlcNAc 在抗炎免疫调节及膝软骨 DNA 修复方面的作用。结果：与 GlcN·HCl 相比，GlcNAc 可达到更高的血清峰浓度，并更高效地转化为 UDP-GlcNAc；给药后 9 小时，其 UDP-GlcNAc 水平为 GlcN·HCl 组的 4.57 倍。GlcNAc 显著减轻了类似 KOA 的病理改变，下调分解代谢标志物 Mmp3 和 Adamts4，降低与疼痛相关的神经标志物 Pgp9.5 和 Ngf，并缓解疼痛敏感性。RNA 测序在 DMM 大鼠中鉴定出 4,395 个下调的差异表达基因（DEG）；与之相比，GlcNAc 上调了其中 2,808 个，而 GlcN·HCl 仅上调 391 个。GlcNAc 促进了 DNA 修复和适应性免疫细胞分化相关通路，并降低了血清 IL-1β、IL-6 和 IL-17 水平。研究鉴定出四个候选 DNA 修复基因：Hist1h2an、Poli、Ube2t 和 Hells。显著上调，且基因集富集分析（GSEA）证实同源重组修复通路富集。结论：本研究表明，在大鼠 DMM 膝骨关节炎模型中，GlcNAc 通过多种机制优于 GlcN·HCl，包括 UDP-GlcNAc 转化率提高 4.57 倍、软骨退变减轻、免疫平衡改善以及 DNA 修复激活。上述结果支持将 GlcNAc 视为一种有前景的膝骨关节炎候选疗法，值得进一步开展临床研究。
N-乙酰氨基葡萄糖通过增强 UDP-GlcNAc 转化及软骨细胞 DNA 修复能力改善膝骨关节炎 | bioRxiv
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N-乙酰氨基葡萄糖通过增强 UDP-GlcNAc 转化及软骨细胞 DNA 修复能力改善膝骨关节炎
Changze Song、
Meilu Li、
Xiangfei Qi、
Huisheng Yuan、
Haohan Zhang、
Jinghan Zhang、
Hongyin Huang、
Zhenghao Li、
Junhao Chu、
Xiaohan Wang、
Yong Yang、
Tianzhi Zhang、
Chunxia Zhang、
Zilong Wang
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.21.760584
Changze Song
1
中山大学附属第七医院骨组织修复与转化研究深圳市重点实验室、骨科，深圳，518107，中国；
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Meilu Li
2
中山大学附属第七医院皮肤性病科，深圳，518107，中国；
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Xiangfei Qi
3
山东润涵生物科技有限公司，淄博，255400，中国；
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Huisheng Yuan
4
中山大学附属第七医院男科，深圳，518107，中国；
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Haohan Zhang
3
山东润涵生物科技有限公司，淄博，255400，中国；
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Jinghan Zhang
3
山东润涵生物科技有限公司，淄博，255400，中国；
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Hongyin Huang
5
中山大学附属第七医院烧伤与整形外科，广东深圳，518107，中国；
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Zhenghao Li
4
中山大学附属第七医院男科，广东深圳，518107，中国；
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Junhao Chu
4
中山大学附属第七医院男科，广东深圳，518107，中国；
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Xiaohan Wang
3
山东润瀚生物科技有限公司，山东淄博，255400，中国；
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Yong Yang
6
苏州澄曜生物科技有限公司，江苏苏州，215123，中国；
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Tianzhi Zhang
7
中山大学附属第七医院病理科，广东深圳，518107，中国。
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Chunxia Zhang
3
山东润瀚生物科技有限公司，山东淄博，255400，中国；
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Zilong Wang
1
中山大学附属第七医院骨组织修复与转化研究深圳市重点实验室、骨科，广东深圳，518107，中国；
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wangzlong7{at}mail.sysu.edu.cn
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背景：膝骨关节炎（KOA）是一种退行性关节疾病，其特征为软骨进行性退化和滑膜炎症，而现有疗法仅能缓解症状。本研究旨在确定 N-乙酰氨基葡萄糖（GlcNAc）在延缓 KOA 进展方面是否优于盐酸氨基葡萄糖（GlcN·HCl），并阐明其相关作用机制。
方法：采用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）测定血清 UDP-GlcNAc 浓度，全面评估 GlcNAc 和 GlcN·HCl 的药代动力学与药效学特征。利用内侧半月板失稳（DMM）大鼠模型，通过微型计算机断层扫描和组织病理学评估关节组织的结构变化。此外，采用整体 RNA 测序、流式细胞术和 ELISA，验证 GlcNAc 在抗炎免疫调节及膝软骨 DNA 修复方面的作用。
结果：与 GlcN·HCl 相比，GlcNAc 达到更高的血清峰浓度，并能更有效地转化为 UDP-GlcNAc；给药后 9 小时，其 UDP-GlcNAc 水平高出 4.57 倍。GlcNAc 显著减轻了类似 KOA 的病理变化，下调分解代谢标志物 Mmp3 和 Adamts4，降低疼痛相关神经标志物 Pgp9.5 和 Ngf 的表达，并缓解了疼痛敏感性。RNA 测序发现，DMM 大鼠中有 4,395 个差异表达基因（DEG）下调；与 GlcN·HCl 仅上调 391 个基因相比，GlcNAc 上调了 2,808 个基因。GlcNAc 促进了 DNA 修复和适应性免疫细胞分化相关通路，并降低了血清 IL-1β、IL-6 和 IL-17α 水平。四
候选 DNA 修复基因 Hist1h2an、Poli、Ube2t 和 Hells 被鉴定为在 GlcNAc 处理后显著上调，GSEA 分析进一步证实同源重组修复通路富集。
结论：本研究表明，在大鼠 DMM 膝骨关节炎模型中，GlcNAc 通过多种机制展现出优于 GlcN·HCl 的效果，包括使 UDP-GlcNAc 转化率提高 4.57 倍、减轻软骨退变、调节免疫平衡以及激活 DNA 修复。这些结果支持 GlcNAc 成为治疗膝骨关节炎（KOA）的潜在候选方案，值得进一步开展临床研究。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
已申报的资助信息
中国博士后科学基金，2025M782368
中山大学附属第六医院博士后科研启动基金，ZSQYRSFPD0119
中山大学附属第六医院院内科研基金，ZSQYLCKYJJ202317
深圳市博士后科研启动基金及中山大学横向科研项目，ZSQY-XQ-2309-0884
版权
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保留所有权利。未经许可，不得转载或再利用。
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发布于 2026 年 10 月 22 日。
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N-乙酰氨基葡萄糖通过增强 UDP-GlcNAc 转化和软骨细胞 DNA 修复能力改善膝骨关节炎
Changze Song，
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Xiangfei Qi，
Huisheng Yuan，
Haohan Zhang，
Jinghan Zhang，
Hongyin Huang，
Zhenghao Li，
Junhao Chu，
Xiaohan Wang，
Yong Yang，
Tianzhi Zhang，
Chunxia Zhang，
Zilong Wang
bioRxiv
2026.10.21.760584；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.21.760584
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N-乙酰氨基葡萄糖通过增强 UDP-GlcNAc 转化和软骨细胞 DNA 修复能力改善膝骨关节炎
Changze Song，
Meilu Li，
Xiangfei Qi，
Huisheng Yuan，
Haohan Zhang，
Jinghan Zhang，
Hongyin Huang，
Zhenghao Li，
Junhao Chu，
Xiaohan Wang，
Yong Yang，
Tianzhi Zhang，
Chunxia Zhang，
Zilong Wang
bioRxiv
2026.10.21.760584；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.21.760584
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关键词：膝骨关节炎 · N-乙酰氨基葡萄糖 · UDP-GlcNAc代谢 · 软骨细胞DNA修复 · 免疫调节
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.21.760584v1?rss=1