据发表在《科学》杂志上的一项研究显示，一种针对与衰老相关蛋白的治疗方法成功修复了老年小鼠受损的膝关节软骨，并在人体组织样本中激活了再生的早期迹象。这些发现挑战了长期以来认为成年软骨无法进行有意义自我修复的假设，并指向了一个潜在的未来：关节退化可能从源头上得到治疗，而非仅通过止痛或手术进行管理。
该研究的核心是阻断一种名为15-PGDH的蛋白，这种蛋白随年龄增长而增加，并似乎抑制组织维护。在动物模型和人体软骨样本中，抑制这种蛋白使细胞行为转向重建受损的关节结构。
衰老蛋白与软骨退化的关联被识别
骨关节炎影响着数百万成年人，仍是慢性疼痛和活动能力丧失的主要原因之一。目前的医疗方法主要针对症状，而当损伤变得严重时，关节置换手术通常是最后的选择。
该研究将15-PGDH描述为一种"衰老相关酶"(gerozyme)，这是一类随年龄增长而活性增强并导致组织功能下降的蛋白质。研究人员观察到，与年轻组织相比，老年软骨中这种蛋白的水平几乎翻倍，这与关节内再生活性降低和炎症增加相关。
小鼠和人体组织中观察到软骨再生
当研究人员在老年小鼠中阻断15-PGDH时，关节表面的软骨厚度增加，组织质量得到改善。再生的软骨类似于健康的透明软骨，这对关节的平滑运动至关重要。
从膝关节置换手术中获取的人体软骨样本也对治疗产生反应。在接触抑制剂后，组织显示出软骨形成活动重新激活的迹象，并降低了与退化相关的基因表达。
"数百万人随着年龄增长而遭受关节疼痛和肿胀，"Bhutani说。"这是一个巨大的未被满足的医疗需求。到目前为止，还没有一种药物能直接治疗软骨流失的根本原因。但这种衰老相关酶抑制剂导致的软骨再生效果超过了以往任何药物或干预措施所报告的效果。"
细胞转变为年轻功能状态无需干细胞替代
最引人注目的发现之一是，软骨修复并不依赖于干细胞。相反，现有的软骨细胞似乎将其活动重新编程为更年轻的机能状态。
"这是一种再生成人组织的新方法，对于治疗因衰老或受伤导致的关节炎具有重要的临床前景，"微生物学和免疫学教授Helen Blau博士说。"我们一直在寻找干细胞，但它们显然不参与这一过程。这非常令人兴奋。"
研究人员发现，负责维持软骨的软骨细胞，将基因活动从炎症和分解途径转向组织构建功能。
受伤后关节保护展现出巨大潜力
该研究还测试了阻断15-PGDH是否能在类似前交叉韧带(ACL)撕裂的严重损伤后保护关节。与未经治疗的动物相比，受伤后接受治疗的小鼠发展为骨关节炎的可能性显著降低。
接受治疗的小鼠保持了更好的活动能力，并在受伤肢体上承受更多重量，表明恢复期间关节功能得到改善。研究人员还注意到与软骨降解和纤维软骨形成相关的细胞模式有所减少。
"在老年小鼠中实现如此程度的软骨再生让我们感到惊讶，"Bhutani说。"效果非常显著。"
对组织再生理解的重大转变
发表在《科学》杂志上的这些详细发现表明，软骨再生并不总是需要新的干细胞群。相反，当受到特定分子信号影响时，成熟细胞可能比之前理解的具有更大的可塑性。
"Bhutani说："这种机制非常引人注目，真正改变了我们对组织再生如何发生的看法。很明显，软骨中大量已存在的细胞正在改变它们的基因表达模式。通过针对这些细胞进行再生，我们在临床上可能会产生更大的整体影响。"
Blau补充道："针对肌肉无力的15-PGDH抑制剂的1期临床试验表明，它在健康志愿者中是安全且有效的。我们希望很快能启动类似的试验，以测试其对软骨再生的效果。我们对这一潜在突破感到非常兴奋。想象一下重新生长现有软骨并避免关节置换。"
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