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骨關節炎的新療法即將出現:最新研究

骨關節炎通常會影響膝蓋,是由於關節之間的軟骨破裂造成的。

骨關節炎是老年人殘疾的主要原因,給超過 3000 萬美國人帶來嚴重疼痛和虛弱。 移動能力的下降會導致骨關節炎患者經常出現合併症,包括心血管疾病、肥胖或糖尿病。  

在本文中,您將了解更多關於骨關節炎如何發展的信息,以及最近一項可能發現骨關節炎潛在新療法的研究的詳細資訊。

骨關節炎的基礎知識

骨關節炎 (oa) 是最常見的關節炎形式,通常被稱為「磨損性」關節炎,因為它往往在受傷後或隨著年齡的增長而發生。 當骨頭之間的保護性軟骨破裂,導致原本緩衝的關節磨在一起時,就會出現骨關節炎。 這會導致關節疼痛和腫脹,最常見於手、膝蓋、頸部、臀部和下背部。 

具體而言,oa涉及關節軟骨的退化。 關節軟骨是一種透明軟骨,由細胞外基質 (ecm) 組成。 ecm 包含 膠原、各種蛋白質、水、蛋白聚醣和軟骨細胞,它們是軟骨組織的特殊且代謝活躍的細胞。 

隨著年齡、損傷或肥胖,ecm 結構、軟骨細胞的代謝活性以及軟骨的組成都開始退化。

大多數 oa 標準將疾病進展分為四個階段,0 級表示軟骨正常,4 級是最嚴重的,表現為完全侵蝕到骨骼。 

目前骨關節炎的治療包括控制疼痛和發炎症狀,因為大多數研究人員認為骨關節炎是無法治癒的。 這是因為身體無法輕易修復受損的軟骨; 它不包含血管、神經或再生組織所必需的淋巴系統。 

然而,最近的一項研究可能發現了骨關節炎的潛在治療方法,涉及兩種在軟骨穩態中發揮作用的分子。 

由於關節之間缺乏軟骨,骨關節炎患者通常會感到關節疼痛和腫脹。

骨關節炎治療的新研究

該研究發表於 蛋白質與細胞 2020 年 3 月,研究了分子 α-Klotho 和可溶性轉化生長因子-β 受體 2 (sTGFβR2) 對 OA 大鼠的治療效果。 

什麼是 α-Klotho 和 sTGFβR2?

α-Klotho 是一種蛋白質,因其在抗衰老和調節氧化壓力方面的作用而被研究。 缺乏這種蛋白質的動物通常會經歷過早老化、器官衰竭、心血管疾病和認知能力下降。 

第二種化合物,stgfβr2,是一種與稱為 tgfβ1 的細胞激素結合的受體。 儘管已發現 tgfβ1 可以上調軟骨細胞生長,但過量時也可能導致 oa 的發展。 因此,需要適量的tgfβ1。 

sTGFβR2 與 TGFβ1 強烈結合,從而調節 TGFβ1 水平-抑制 TGFβ1 與骨贅(骨刺)形成減少有關,骨贅是 OA 的症狀。 

足量的 α-klotho 與 oa 的改善有關,因為該蛋白質可抑制 ecm 的降解。 在這項研究中,oa 大鼠軟骨中的 α-klotho 含量較低。

根據這兩種化合物的功能,研究人員推測,在大鼠模型中將它們結合起來可以改善 oa 症狀。 

研究關注什麼?

在嘗試使用木瓜蛋白酶誘導大鼠 oa 4 週後,發現了 2 級 oa 的顯著跡象,包括軟骨厚度減少、關節功能喪失和 ecm 鈣化。 此外,患有骨關節炎的大鼠的軟骨細胞標記物減少,包括骨發育所必需的 ii 型膠原蛋白和 sox9。 

接下來,研究人員試圖了解 α-klotho 和 stgfβr2 的聯合療法是否可以改善這些症狀。 他們透過腺相關病毒(aav)血清型 dj 顆粒將分子傳遞到膝關節,這是一種無包膜病毒,常用於基因治療,將 dna 傳遞到目標細胞中。

研究人員證實注射有效,因為他們關節腔中的滑液中 α-klotho 和 stgfβr2 都有高表達。 該組由接受注射的骨關節炎大鼠組成,被稱為「kt」組,是研究的四組之一。 

其他組別包括兩組作為對照組,沒有接受任何類型的注射——一組由健康大鼠組成,另一組由患有骨關節炎的大鼠組成。 最後,第四組是假手術組,注射aav,但不注射α-klotho和stgfβr2。 

研究結果是什麼? 

首先,研究人員研究了這些化合物的細胞模型。 他們發現,在裝有 oa 細胞模型的試管中,α-klotho 和 stgfβr2 的組合比單獨使用每種化合物治療更能抑制 ecm 分解和軟骨細胞肥大。 

接下來,他們將相同的概念應用於患有 2 級 oa 的大鼠。 其中只有兩組接受了注射——kt 組和假手術組。 經過 6 週的恢復期後,假手術組大鼠的軟骨和 ecm 明顯惡化,並發展至 4 級 oa。

KT 集團不僅沒有經歷這種下滑,而且還看到了進步。 該組接受了 α-Klotho 和 sTGFβR2 注射,軟骨厚度和結構得到恢復,ECM 得到修復。 

在這六週內,kt 組的大鼠從 2 級 oa 變為 1 級 oa,顯示疾病部分逆轉。 kt組大鼠也恢復了ii型膠原蛋白和sox9細胞,這意味著軟骨細胞功能的恢復。 

最後,研究人員分析了所有組別的rna測序,發現kt組與發炎和過度免疫反應相關的基因表現減少。 骨關節炎患者會經歷高水平的發炎和免疫反應。

總之,將 α-klotho 和 stgfβr2 聯合注射到 oa 大鼠的膝關節中,透過抑制軟骨和 ecm 降解以及減少炎症,減輕了疾病的症狀和嚴重程度。 研究人員推測,這種療法可能對骨關節炎患者有益,不過在此之前還需要對這種療法進行更多研究。 

重點

  • 對患有骨關節炎的大鼠進行兩種化合物 α-klotho 和 stgfβr2 的聯合治療,導致疾病部分逆轉並減少發炎反應。 
  • Α-klotho 和 stgfβr2 療法抑制了骨關節炎中常見的細胞外基質降解,並增加了軟骨厚度和膠原蛋白水平。 
  • 這種骨關節炎治療方法尚未在人體中進行測試,但對於治療骨關節炎患者可能會產生有希望的結果。 

參考

Kohn MD、沙宣 AA、費爾南多 ND。 分類簡介:骨關節炎的 Kellgren-Lawrence 分類。 臨床骨科相關研究。 2016;474(8):1886-1893。 土井:10.1007/s11999-016-4732-4

Naso MF,Tomkowicz B,Perry WL 3rd,Strohl WR。 腺相關病毒(AAV)作為基因治療的載體。 生物藥物。 2017;31(4):317-334。 土井:10.1007/s40259-017-0234-5

Martinez-Redondo P、Guillen-Guillen I、Davidsohn N 等。 αKLOTHO 和 sTGFβR2 治療可抵消大鼠模型中形成的骨關節炎表型。 蛋白質細胞。 2020;11(3):219-226。 土井:10.1007/s13238-019-00685-7

索菲亞·福克斯 aj、貝迪 a、rodeo sa。 關節軟骨的基礎科學:結構、組成和功能。 運動健康。 2009;1(6):461-468。 土井:10.1177/1941738109350438

 



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