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人類(lèi)具有sal樣的能力，可以使關(guān)節軟骨再生——該過(guò)程可用于治療骨關(guān)節炎
日期：10月9，2019
資源：杜克大學(xué)醫學(xué)中心
摘要：與普遍的看法相反，研究人員發(fā)現，人體關(guān)節中的軟骨可以通過(guò)類(lèi)似于sal和斑馬魚(yú)等生物再生肢體的過(guò)程來(lái)自我修復。
 
一項新的研究發(fā)現，人類(lèi)可能無(wú)法像sal一樣長(cháng)出斷肢的肢體，但是人類(lèi)關(guān)節中的軟骨可以通過(guò)類(lèi)似于sal和斑馬魚(yú)等生物再生肢體的過(guò)程來(lái)自我修復。研究人員于10月9日在線(xiàn)發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上，他們確定了一種軟骨修復機制，該機制在踝關(guān)節上似乎更牢固，而在髖關(guān)節上則更不那么牢固。這一發(fā)現可能會(huì )治療骨關(guān)節炎這種世界上最常見(jiàn)的關(guān)節疾病。
高級作者弗吉尼亞說(shuō)：“我們相信，對人類(lèi)這種'類(lèi)似蜥蜴的'再生能力的理解以及該調節回路的關(guān)鍵缺失組件，可以為修復關(guān)節組織甚至整個(gè)人類(lèi)四肢的新方法提供基礎。”
Byers Kraus博士，杜克大學(xué)醫學(xué)，病理學(xué)和骨科外科系教授。Kraus及其同事，包括主要作者M(jìn)ing-Feng Hsueh博士，設計了一種方法，該方法利用氨基酸不可或缺的內部分子鐘確定蛋白質(zhì)的年齡，該內部分子鐘將氨基酸以一種可預測的規律性轉化為另一種形式。
組織中新產(chǎn)生的蛋白質(zhì)很少或沒(méi)有氨基酸轉化。較老的蛋白質(zhì)有很多。了解這一過(guò)程使研究人員能夠使用靈敏質(zhì)譜法來(lái)鑒定人軟骨中的關(guān)鍵蛋白（包括膠原蛋白）何時(shí)年輕，中年或年老。
他們發(fā)現，軟骨的“年齡”（即蛋白質(zhì)是否已改變結構或經(jīng)歷了氨基酸轉化）取決于其在體內的位置。軟骨在腳踝處是“年輕”，在膝蓋中是“中年”，在臀部是“老”。軟骨年齡與其在人體中的位置之間的相關(guān)性與某些動(dòng)物的肢體修復方式一致，后者在身體的最末端（包括腿或尾巴的末端）更容易再生。
這一發(fā)現還有助于解釋為什么膝蓋受傷，尤其是臀部受傷要花很長(cháng)時(shí)間才能恢復并常常發(fā)展成關(guān)節炎，而腳踝的傷口愈合得更快，而嚴重的關(guān)節炎卻很少。
研究人員進(jìn)一步了解到，稱(chēng)為microRNA的分子可調節這一過(guò)程。毫不奇怪，這些microRNA在已知能修復肢體，鰭或尾巴的動(dòng)物中更具活性，包括sal，斑馬魚(yú)，非洲淡水魚(yú)和蜥蜴。
這些microRNA也存在于人類(lèi)中，這是一種進(jìn)化產(chǎn)物，可為人類(lèi)提供關(guān)節組織修復的能力。與動(dòng)物一樣，microRNA的活性因位置而異：與膝蓋和臀部相比，踝關(guān)節最高，而與軟骨的較深層相比，其在軟骨頂層最高。
Hsueh說(shuō)：“我們很高興得知sal肢體的再生調節器似乎也是人類(lèi)肢體中關(guān)節組織修復的控制者，” “我們稱(chēng)其為'內sal'能力。”
研究人員說(shuō)，microRNA可以作為預防，延緩或逆轉關(guān)節炎的藥物開(kāi)發(fā)。
“我們相信，我們可以增強這些調節器，使關(guān)節炎關(guān)節的退化軟骨完全再生。如果我們能找出與sal相比缺少的調節器，我們甚至可以重新添加缺失的成分，并有朝一日開(kāi)發(fā)出一種再生方法人肢受傷的部分或全部，”克勞斯說(shuō)。“我們認為這是修復的基本機制，可以應用于許多組織，而不僅僅是軟骨。”
除Kraus和Hsueh之外，研究作者包括PatrikÖnnerfjord，Michael。P. Bolognesi和Mark。E.伊斯利。
這項研究獲得了OARSI合作獎學(xué)金的支持，獲得了骨科研究協(xié)會(huì )和美國國立衛生研究院（P30-AG-028716）的合作交流獎。
 
一項新的研究發(fā)現，人類(lèi)可能無(wú)法像sal一樣長(cháng)出斷肢的肢體，但是我們確實(shí)具有“類(lèi)似蜥蜴人”的能力來(lái)長(cháng)出受損的軟骨。周三在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)表的這項研究發(fā)現，“人類(lèi)關(guān)節中的軟骨可以通過(guò)類(lèi)似于sal和斑馬魚(yú)等生物再生肢體的過(guò)程來(lái)修復自身”，根據杜克健康公司的新聞稿，幫助領(lǐng)導了這項研究。
這些發(fā)現可能為關(guān)節損傷和骨關(guān)節炎等疾病的新療法打開(kāi)大門(mén)，甚至有可能導致人類(lèi)四肢再生。Sal和其他具有再生能力的動(dòng)物具有一種稱(chēng)為microRNA的分子，可幫助調節關(guān)節組織的修復。研究發(fā)現，我們也有microRNA，但是我們的軟骨修復機制在身體的某些部位更強。例如，microRNA分子在我們的腳踝中更具活性，而在我們的膝蓋和臀部中則較弱。
科學(xué)家為有缺陷的兒童樹(shù)立了新的耳朵杜克大學(xué)教授和研究員Ming-Feng Hsueh在新聞稿中說(shuō)：“我們很高興得知sal肢體的再生調節劑似乎也是人類(lèi)肢體中關(guān)節組織修復的調節劑。” “我們稱(chēng)其為'內sal'能力。”該研究還發(fā)現，軟骨的“年齡”（即蛋白質(zhì)是否已改變結構或經(jīng)歷了氨基酸轉化）取決于其在體內的位置。軟骨在腳踝處是“年輕”，在膝蓋中是“中年”，在臀部是“老”。
這種相關(guān)性與動(dòng)物如何在其身體的最末端（例如尾巴或腿的末端）最快地再生有關(guān)。這些因素-microRNA的活性水平和軟骨年齡-解釋了為什么腳踝受傷的愈合快于膝蓋和臀部受傷，而且與其他兩個(gè)區域相比，腳踝關(guān)節炎的病例更少。
多年來(lái)，科學(xué)家們已經(jīng)知道人類(lèi)確實(shí)具有一定的再生能力-截肢兒童的指尖時(shí)，如果正確治療，其尖端可以再生。這項研究說(shuō)，但是人們普遍認為，這些能力有限，人類(lèi)“無(wú)法抵抗關(guān)節的累積損傷”，這些新發(fā)現反駁了這一點(diǎn)。
研究稱(chēng)，人類(lèi)干細胞可在心臟病發(fā)作后增強猴子心臟這對運動(dòng)員或關(guān)節受傷的人可能具有巨大的影響。研究稱(chēng)，MicroRNA可以注射入關(guān)節或開(kāi)發(fā)成預防或逆轉關(guān)節炎的藥物。在更遙遠的未來(lái)，它甚至可以“為人類(lèi)肢體再生奠定基礎”。研究的主要作者之一，杜克大學(xué)教授弗吉尼亞·拜爾斯·克勞斯（Virginia Byers Kraus）說(shuō)，下一步就是弄清人類(lèi)缺乏lack的監管者，然后看看是否有可能“添加缺失的成分”。
該研究說(shuō)，一旦識別出那些缺失的成分，就可以將它們與microRNA結合在一起，以形成旨在再生整個(gè)四肢的“分子混合物”?？藙谒拐f(shuō)：“我們相信，對人類(lèi)這種'類(lèi)似蜥蜴的'再生能力的理解以及該調節回路的關(guān)鍵缺失組成部分，可以為修復關(guān)節組織甚至整個(gè)人類(lèi)四肢的新方法提供基礎。”

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