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编译服务: 生物安全网络监测与评估 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn 编译时间: Oct 12, 2019 浏 览 量: 7

杜克健康大学的研究人员发现,与人们普遍认为的相反,人类关节的软骨可以通过类似于蝾螈和斑马鱼等生物用来再生肢体的过程来自我修复。

10月9日发表在《科学进展》(Science Advances)杂志网络版上的研究人员发现了一种修复关节软骨的机制,这种机制在踝关节似乎更强,而在臀部似乎不那么强。这一发现可能有助于治疗骨关节炎,这是世界上最常见的关节疾病。

“我们相信,对人类这种‘蝾螈样’的再生能力的理解,以及这种调节回路中严重缺失的部分,可以为修复关节组织甚至整个人类肢体的新方法提供基础,”资深作者Virginia Byers Kraus医学博士说他是杜克大学医学、病理学和整形外科学系的教授。

克劳斯和他的同事们,包括主要作者薛明峰博士,设计了一种方法来测定蛋白质的年龄,这种方法使用氨基酸的内部分子时钟积分,这种氨基酸以可预测的规律性将一种形式转换成另一种形式。

组织中新产生的蛋白质很少或没有氨基酸转化;较老的蛋白质有很多。了解这一过程使研究人员能够使用灵敏的质谱分析法来识别包括胶原蛋白在内的人类软骨中的关键蛋白是年轻、中年还是老年。

他们发现,软骨的年龄在很大程度上取决于它在人体内的位置。脚踝的软骨是年轻的,膝盖是中年的,臀部是老年的。人类软骨的年龄与其在体内的位置之间的这种相关性,与某些动物肢体修复的方式是一致的,这些动物的肢体修复更容易发生在最末端,包括腿或尾巴的末端。

这一发现也有助于解释为什么人们的膝盖,尤其是臀部的损伤需要很长时间才能恢复,并常常发展成关节炎,而脚踝的损伤愈合得更快,而且很少会发展成严重的关节炎。

研究人员进一步了解到,称为microRNA的分子调节这一过程。不足为奇的是,这些微rna在以肢体、鳍或尾巴修复而闻名的动物中更为活跃,包括蝾螈、斑马鱼、非洲淡水鱼和蜥蜴。

这些微rna也存在于人类体内,这是一种进化产物,为人类的关节组织修复提供了能力。与动物一样,microRNA的活动因其位置而存在显著差异:与膝盖和臀部相比,它在踝关节处的活动最高,而在软骨的顶层,它的活动高于软骨的深层。

“我们很兴奋地得知,蝾螈肢体再生的调节者似乎也是人类肢体关节组织修复的控制者,”Hsueh说。“我们称之为‘内在蝾螈’的能力。”

研究人员说,微rna可以作为药物开发,可能预防、减缓或逆转关节炎。

“我们相信我们可以促进这些调节因子完全再生退化的关节软骨。如果我们能弄清楚与蝾螈相比,我们缺少了哪些监管机构,我们甚至有可能将缺失的部分重新添加回去,并在某一天开发出一种方法来再生部分或全部受伤的人类肢体,”克劳斯说。“我们相信这是一种基本的修复机制,可以应用于许多组织,而不仅仅是软骨。”

除了克劳斯和松林,研究的作者包括帕特里克•O?nnerfjord,迈克尔。P.博洛尼亚和马克。e -。

该研究获得了OARSI合作奖学金、骨科研究学会和美国国立卫生研究院的合作交流奖(P30-AG-028716)的支持。

——文章发布于2019年10月9日

  
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