研究表明人类有能力再生受损的软骨
杜克大学教授说:“我们相信,对人类这种'类似蜥蜴的'再生能力的理解以及该调节回路的关键缺失组件,可以为修复关节组织甚至整个人类四肢的新方法提供基础。”该研究的通讯作者弗吉尼亚·拜尔斯·克劳斯(Virginia Byers Kraus)。
克劳斯教授和他的同事们设计了一种方法,可以使用氨基酸不可或缺的内部分子钟来确定蛋白质的年龄,氨基酸钟可以将一种形式转换为另一种形式,并且具有可预测的规律性。
组织中新产生的蛋白质很少或没有氨基酸转化。较老的蛋白质有很多。
了解这一过程使研究人员能够使用灵敏质谱法来鉴定人软骨中的关键蛋白(包括胶原蛋白)是年轻,中年还是老年。
他们发现,软骨的年龄很大程度上取决于其在体内的位置。
脚踝的软骨很年轻,膝盖是中年,臀部很老。
软骨年龄与其在人体中的位置之间的相关性与某些动物的肢体修复方式一致,后者在最远的尖端(包括腿或尾巴的末端)更容易再生。
这一发现还有助于解释为什么膝盖受伤,尤其是臀部受伤要花很长时间才能恢复并常常发展成关节炎,而脚踝的伤口愈合得更快,而严重的关节炎却很少。
科学家进一步了解到,称为microRNA的分子可调节这一过程。
毫不奇怪,这些microRNA在已知能修复肢体,鳍或尾巴的动物中更具活性,包括sal,斑马鱼,非洲淡水鱼和蜥蜴。
这些microRNA也存在于人类中,这是一种进化产物,可为人类提供关节组织修复的能力。与动物一样,microRNA的活性因位置而异:与膝盖和臀部相比,踝关节最高,而与软骨的较深层相比,其在软骨顶层最高。
“我们很高兴得知sal肢体的再生调节器似乎也是人类肢体中关节组织修复的控制者。研究的第一作者,同样来自杜克大学的Ming-Feng Hsueh博士说,我们称之为“内部sal”。
microRNA可以作为预防,延缓或逆转关节炎的药物开发。
克劳斯教授说:“我们相信,我们可以增强这些调节器,使关节炎关节的退化软骨完全再生。”
“如果我们能弄清与火蜥蜴相比缺少的监管者,我们甚至可以重新添加缺失的组成部分,并有朝一日开发出一种方法来再生部分或全部受伤的人类肢体。”
“我们认为这是修复的基本机制,可以应用于许多组织,而不仅仅是软骨。”
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