随着年龄增长,人体的膝关节软骨会逐渐磨损变薄。 骨关节炎困扰着全球数以亿计的患者,仅在美国,就有大约每5名成年人中就有1人受其折磨,每年产生的直接医疗费用高达650亿美元。长期以来,医学界普遍认为关节软骨缺乏自愈能力,传统治疗手段只能缓解疼痛,当病情恶化到严重阶段时,患者往往只能选择人工关节置换手术。
然而,来自斯坦福大学医学院的研究团队带来了一项颠覆性发现。他们找到了一种能够让受损关节软骨重新生长的潜在方法,不仅在老龄小鼠身上成功逆转了自然发生的软骨流失,还在人类膝关节组织样本中验证了这一效果。
这项研究的核心在于锁定一种名为15-PGDH的蛋白质。研究人员将其称为衰老酶,这是一种随着年龄增长在人体组织中含量逐渐升高的酶,也是导致组织功能退化的幕后推手。此前研究表明,15-PGDH会分解对组织再生至关重要的前列腺素E2。当研究人员通过小分子药物抑制15-PGDH时,体内的前列腺素E2水平回升,进而唤醒了组织的自我修复机制。
令人意外的是,关节软骨的再生机制与肌肉、骨骼等其他组织大不相同。在其他组织中,损伤修复通常依赖干细胞增殖并分化为特定细胞,而关节软骨的修复完全不依赖干细胞。相反,关节软骨中现有的软骨细胞在药物作用下改变了基因表达模式,直接跨越到了更加年轻的状态。
人体中的软骨分为不同类型。例如耳廓等部位属于弹性软骨,脊椎骨之间的是纤维软骨,而膝关节、髋关节等关键部位覆盖的则是表面光滑且富有弹性的透明软骨。透明软骨能让骨骼在运动时以极低的摩擦力滑动,也是骨关节炎中最易受损的类型。在实验中,抑制15-PGDH后,老龄小鼠膝关节长出的是极为优质的透明软骨,而非质量较次、摩擦力较大的纤维软骨。
除了老龄退化,运动创伤也是引发 骨关节炎的主要诱因。在前十字韧带撕裂等常见运动损伤后,即使通过手术修复韧带,仍有大约50%的患者会在15年内发展为骨关节炎。研究团队在小鼠遭受膝关节创伤后,连续4周每周两次给予这种衰老酶抑制剂,结果显著降低了小鼠患骨关节炎的概率,受伤小鼠的行走步态和受力情况也基本恢复正常。
