2017年5月11日

行走困难的啮齿动物揭示了最常见关节疾病的潜在治疗方法

根据发表在《科学》杂志上的一份报告，在动物模型中，维持一种有助于滋养软骨的分子的供应可以预防骨关节炎自然通讯5月11日上线。

该研究的作者说，这是第一次提供证据腺苷是一种人类细胞功能的核心生化物质，它还扮演着另一个至关重要的角色——保持健康软骨细胞的稳定数量，软骨细胞是制造和维持软骨的细胞。

对这项研究意义重要的是，腺苷来源于三磷酸腺苷(ATP)，是一种储存身体细胞所需能量的分子，直到细胞将其分解使用为止。科学家们已经知道，炎症和衰老都会导致软骨细胞中ATP的产生减少(从而降低腺苷水平)。到目前为止，他们还没有将腺苷水平的降低与骨关节炎联系起来，骨关节炎是一种常见的“损耗型”关节炎。

由纽约大学朗格尼医学中心的研究人员领导的这项研究发现，在前交叉韧带(ACL)损伤的大鼠中保持高水平的腺苷，可以防止大鼠患上这种疾病。众所周知，前交叉韧带(ACL)损伤会导致人类的骨关节炎。如果这一发现在人类身上被证明是正确的，该研究的作者说，腺苷替代疗法可能会推迟骨关节炎的发作和关节置换的需要。

“我们发现，如果腺苷水平降低，或者对腺苷的反应能力减弱，软骨就会开始退化，”研究高级研究员布鲁斯·克朗斯坦博士说，他是纽约大学朗格尼分校的医学教授保罗·r·埃塞曼博士。“我们的研究表明，ATP和腺苷的减少可能是导致老年人患骨关节炎的因素，”克朗斯坦说，他同时也是临床和转化科学研究所(CTSI)的主任和纽约大学朗格尼分校转化医学部的主任。

研究结果表明，软骨生成细胞数量的减少和骨关节炎风险的增加，可能不仅仅是由于腺苷水平的降低，还有软骨细胞表面用于接收和传递腺苷信号的蛋白质水平的降低。腺苷通过附着在细胞表面一种叫做A2A腺苷受体的蛋白质上，帮助维持这些细胞，就像钥匙进入锁一样。Cronstein和他的同事观察到，缺乏A2A腺苷受体的老鼠不像有受体的老鼠那样容易移动(行走)。对没有受体的小鼠的膝盖进行放射学检查，证实它们患有骨关节炎。

克朗斯坦和他的团队还发现，当骨关节炎存在时，大鼠软骨细胞上的腺苷A2A受体水平上升，研究人员称这是一种“失败的尝试”，以弥补炎症基础的能量处理(代谢)变化导致的腺苷损失。对纽约大学朗格尼分校接受关节置换手术的骨关节炎患者的组织样本进行的进一步测试发现，软骨细胞上的腺苷A2A受体水平同样升高。

当研究人员用一种名为il -1 β的分子处理小鼠软骨细胞时，他们发现炎症软骨细胞产生的ATP减少了39%。il -1 β有助于骨关节炎的发展。他们还发现，在il -1beta处理的细胞中，ANKH的表达减少了80%，ANKH是一种输出ATP的分子。最后，他们发现缺乏将ATP转化为腺苷的酶会降低腺苷的水平，这导致了小鼠的骨关节炎。人类体内缺乏这种酶也会导致这种疾病。

当研究小组将包装在脂质泡中的腺苷注入大鼠前交叉韧带损伤时，研究人员发现，在腺苷A2A受体介导下，过量的腺苷阻止了前交叉韧带损伤的发展骨关节炎在动物身上。