一项进展让年迈运动员和爬楼梯者都谨慎乐观起来:斯坦福医学院的研究人员弄清楚了如何在老年小鼠身上再生丢失的膝盖软骨,并预防严重关节损伤后的关节炎——而且他们有人体组织样本作为佐证。
关键是一种名为15-PGDH的蛋白质,研究人员称之为“老年酶”——基本上就是一个随着年龄增长而增多、破坏各种组织的生物学混蛋。阻断这种蛋白质,老年小鼠就会长出更年轻小鼠才有的那种软骨。来自真实人类膝关节置换手术的样本在接受治疗后也开始产生新的功能性软骨。
骨关节炎是最常见的关节炎形式,影响约五分之一的美国成年人,每年直接医疗费用约650亿美元。目前的治疗方法基本上是止痛药,当情况真的很糟时,就是关节置换——没有获批的药物能减缓、停止或逆转这种疾病。这种方法最终可能以局部注射甚至口服药物的形式出现,旨在改变这一现状。
“这是一种再生成人组织的新方法,对于治疗因衰老或损伤引起的关节炎具有显著的临床前景,”微生物学和免疫学教授Helen Blau博士说,她与Nidhi Bhutani博士共同领导了这项研究。“我们一直在寻找干细胞,但它们显然没有参与。这非常令人兴奋。”
奇怪的是:软骨不像其他组织那样再生。软骨细胞(称为软骨细胞)不是依赖干细胞,而是突然决定重新变年轻——它们的基因活性发生转变,就像一个中年人突然开始玩滑板。这种疗法通过阻断15-PGDH起作用,该酶通常会分解前列腺素E2,一种有助于再生的分子。
当团队治疗老年小鼠时——无论是通过腹部注射还是直接膝盖注射——因年龄而变薄的软骨在关节表面重新长厚。而且这是好东西:透明软骨,那种光滑、滑溜的软骨,让膝盖移动时听起来不像一袋碎石,而不是效果较差的纤维软骨。
“在老年小鼠中软骨再生到这种程度让我们感到惊讶,”Bhutani说。“效果非常显著。”
研究人员还在模拟前交叉韧带撕裂的小鼠模型中测试了这种疗法——这种损伤会让足球运动员和滑雪者退出比赛,并通常在15年内导致骨关节炎。在受伤后每周两次、持续四周接受老年酶抑制剂的小鼠,患关节炎的可能性大大降低,走路更正常,受伤的腿承受更多重量。
在来自膝关节置换手术的人体软骨样本中,用15-PGDH抑制剂治疗一周后,软骨降解细胞减少,新的关节软骨生成增加。
这种疗法的口服版本已经在针对年龄相关性肌肉无力的临床试验中进行测试,Blau指出,一期试验已显示其在健康志愿者中安全且有效。“我们希望类似的试验能很快启动,以测试其对软骨再生的效果,”她说。“想象一下再生现有软骨,避免关节置换。”
这项研究发表在《科学》杂志上,由一系列生物医学资助来源资助,包括美国国立卫生研究院、巴克斯特基金会和李嘉诚基金会。Blau、Bhutani和几位合著者拥有该技术的专利,已授权给Epirium Bio,Blau是该公司的联合创始人并持有股权。