注射药物可重编程细胞以再生软骨并预防关节炎
斯坦福医学院研究人员开发出一种注射疗法,通过阻断15-PGDH来重编程细胞并促进软骨再生,有望用于治疗或预防因衰老或损伤引起的骨关节炎。动物实验显示,无论腹部注射还是关节内注射均可使膝软骨增厚,并在ACL损伤模型中降低骨关节炎发生风险。
斯坦福医学院(Stanford Medicine)的研究人员于11月宣布,他们开发出一种注射剂,可重编程细胞以促使软骨再生,并帮助预防关节炎的发生。该疗法是首个可能治疗软骨流失的药物,为再生成人组织提供了一种新思路,在治疗因衰老或损伤导致的关节炎方面具有重要的临床前景。
研究人员将靶点对准了骨关节炎的根源之一:一种名为15-PGDH的蛋白。该团队此前已将15-PGDH鉴定为一种“衰老酶”(gerozyme)——即衰老的主调控因子——它会降解前列腺素E2(prostaglandin E2),而后者对肌肉干细胞功能至关重要。通过研究他们发现,该蛋白水平会随年龄显著升高。当他们尝试阻断该蛋白时,观察到老年小鼠的肌肉量和耐力增加。进一步的证据来自于他们发现:给年轻、健康的小鼠使用15-PGDH,反而会使其肌肉萎缩。
随后,研究人员将重点转向软骨本身。他们向小鼠注射一种小分子药物,并尝试不同的给药部位。一部分小鼠接受腹部注射,理论上可影响全身;另一部分则由研究人员直接向关节内注射。两种给药方式都使小鼠膝关节软骨增厚。通过该治疗,研究人员成功让软骨细胞(chondrocytes,即存在于软骨中的细胞)“倒拨时钟”,促使其呈现更年轻的状态并生成具有功能的软骨——无需干细胞参与。
斯坦福Baxter干细胞生物学实验室(Baxter Laboratory for Stem Cell Biology)主任在新闻稿中表示:“我们原本在寻找干细胞,但它们显然没有参与其中。这非常令人兴奋。”该研究论文发表于《Science》期刊,论文的资深作者指出,在老年小鼠中实现如此程度的软骨再生让团队感到意外,并称这一效应“令人瞩目”。
除与年龄相关的关节疼痛外,该疗法还可能应对由损伤导致的骨关节炎,包括前交叉韧带(ACL)撕裂——这在从事高冲击运动的运动员中很常见。据一些估计,既往发生ACL损伤的患者中,骨关节炎的发生率可高达87%。斯坦福研究团队发现,在4周时间窗内每周注射2次,可显著降低小鼠发生骨关节炎的可能性。
目前,针对15-PGDH抑制剂(inhibitor)的口服版本已完成成功的I期临床试验(Phase 1 clinical trials),主要评估该药物对肌无力的影响。研究人员希望开展类似试验,以全面了解该注射疗法在软骨再生方面的潜力。Baxter实验室主任表示:“我们对这一潜在突破感到非常振奋。想象一下,重新长出既有软骨并避免关节置换。”