炎症和压力传感导致骨关节炎中的“前馈”环

在圣路易斯大学大学和华盛顿大学的研究人员说，一个不幸的生物“前馈”环路驱动关节炎关节中的软骨细胞实际上有助于进展。

痛苦研究员和机械医生Wolfgang Liedtke，Duke神经内科教授与前公爵同事合作软骨专家Farshid Guilak，现在在华盛顿大学医学院，检查压力敏感的活动离子渠道在软骨。他们的研究出现了3月22日的一周国家科学院的诉讼程序。

软骨是高度润滑的低摩擦力，弹性组织，其线接合表面，缓冲运动和吸收数百万的机械压缩循环。当软骨陷入疼痛的骨关节炎时，骨骼的末端可以聚集在一起骨头，甚至增加疼痛。

这细胞该构建和维持软骨被称为软骨细胞，并且可以找到对敏感的离子通道，称为压电1和压电2。响应于接头上的机械负载，压电通道将信号发送到可以改变该细胞中的基因活性的细胞中。

通常，软骨细胞产生细胞外基质， 这结构蛋白和其他生物分子使软骨其机械刚度，弹性和低摩擦力。但是在骨关节炎，这些细胞的退化和故障 - 这是无法修复的细胞分裂协调软骨逐渐分解。

骨关节炎的其他标志之一是慢性低，低级炎症，由称为白细胞介素-1α的信号分子驱动。研究人员希望使用来自猪的软骨细胞以及从猪中除去用于更换手术的人的关节，看看炎症如何影响软骨细胞。

他们发现白细胞介素信号传导告诉细胞产生更多的压电通道，使得细胞对压力更加敏感，并导致研究人员称之为有害的“馈送”循环，导致软骨的更大细分。

“白细胞介素重新编程了软骨细胞，使它们对机械创伤更敏感，”Liedtke说。“前馈周期缓慢地磨削它们，不能更换细胞。”

Liedtke描述了一个健康的软骨细胞作为一个弹性球，“像网球”，其通过其内部肌肽纤维保持僵硬。但由于这些细胞失去了替代肌动蛋白纤维的能力，“他们变得更柔软，更柔软。”

不幸的是，研究人员发现，他们变得越来越柔软，创造了更多的压电渠道。

“过表达的压电通道使发炎的软骨细胞对机械微观造影过敏，从而增加机械诱导的软骨细胞损伤的风险和随后的骨关节炎进展”生物医学工程师，Whasil Lee，第一个和与与Liedtke-Lab搬迁的第一和与联合同学。在罗切斯特大学开放自己的实验室

“这是制造更多伤害的软骨重编程，”Liedtke说。

为了进一步确认，研究人员发现，通过阻断压电通道的活性，可以恢复软骨细胞的剥离。

骨关节炎是最常见的关节炎形式，并影响全世界数百万的人，具有关节疼痛和僵硬。它最常见于膝盖，臀部和脊柱。

“我们已知联合的机械装载对于维持软骨健康是必不可少的。”在这项研究中，我们发现了一种机制，通过该机制可以造成炎症条件下的过度载荷可以产生可能导致进步软骨变性的情况。“

“我们总是在寻找喂养慢性病促进者的前馈机制，”Liedtke说。“我们在这里找到了一个，为我们打开门来迎来疾病改性治疗，目前对骨关节炎不存在。”

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