目的探究miR-515-5p抑制骨關節炎（osteoarthritis，OA）軟骨細胞凋亡、緩解炎癥反應的分子機制。方法體外培養人軟骨細胞系C28/I2，使用10 ng/mL IL-1β處理細胞24 h構建體外OA模型；另外，分別采用miR mimics、mimics陰性對照（negative control，NC）、過表達（over expression，oe）-NC和oe-Toll樣受體4（Toll-like receptor 4，TLR4）轉染C28/I2細胞后，使用10 ng/mL IL-1β處理各組細胞24 h構建OA模型。采用細胞計數試劑盒8和EdU檢測細胞增殖能力，流式細胞術檢測細胞凋亡和細胞周期，Western blot檢測B淋巴細胞瘤2蛋白（B-cell lymphoma 2 protion，Bcl-2）、Bcl-2相關X蛋白（Bcl-2-associated X protein，Bax）、裂解的半胱天冬酶3（cleaved-Caspase-3）、TLR4、髓樣分化因子88（myeloid differentiation primary response gene 88，MyD88）、p65及磷酸化p65（phosphorylated p65，p-p65）蛋白的表達水平，實時熒光定量PCR檢測miR-515-5p、TLR4 mRNA表達水平，ELISA檢測細胞上清液中促炎因子前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）、TNF-α、IL-6的水平。通過BiBiServ2數據庫預測miR-515-5p和TLR4之間的潛在結合位點，并采用雙熒光素酶報告實驗驗證miR-515-5p和TLR4的靶向關系。 結果采用IL-1β處理C28/I2細胞后，miR-515-5p、Bcl-2蛋白的表達及細胞增殖能力均顯著降低，Bax和cleaved-Caspase-3蛋白表達水平、細胞上清液中促炎因子（PGE2、TNF-α、IL-6）水平及細胞凋亡率均顯著增加；此外，S期和G2期細胞比例顯著降低，G1期細胞比例顯著增加，提示IL-1β處理后細胞周期受到阻滯。而轉染miR mimics后，細胞中miR-515-5p表達水平顯著上調，部分逆轉了IL-1β誘導的OA軟骨細胞凋亡，緩解了OA軟骨細胞的周期阻滯和炎癥反應。采用IL-1β處理C28/I2細胞后，TLR4的mRNA和蛋白水平均顯著升高；過表達miR-515-5p后，靶向抑制了TLR4的表達并且阻斷了MyD88/NF-κB通路的激活。而過表達TLR4可部分逆轉miR mimics對IL-1β誘導的OA軟骨細胞凋亡及炎癥的改善作用。結論miR-515-5p靶向負調控TLR4的表達，抑制了MyD88/NF-κB通路激活以及OA軟骨細胞凋亡，并有效緩解了細胞炎癥反應。