科學家發現人有類似蠑螈的修復機制,能再生受損關節軟骨

科技新報 更新於 2019年10月17日18:12 • 發布於 2019年10月17日21:15

過去人們普遍認為,人體關節的軟骨無法自然修復,但近日發表在Science Advances》期刊的新研究發現,其實人能透過類似蠑螈、斑馬魚等生物的再生肢體過程來修復自身軟骨,只是復原程度會因受傷位置有差異。

骨關節炎可說是世界最常見的關節疾病,在這項研究中,杜克大學研究人員利用質譜法鑑定軟骨中的關鍵蛋白,判斷出各部位軟骨的年齡差異,同時確認一種人體潛在的軟骨修復機制,未來或許能用來協助相關藥物開發。

在生物組織中,新產生的蛋白質幾乎不會出現氨基酸轉化,而較老的蛋白質則會有很多,在這項基礎上,研究作者 Ming-Feng Hsueh 設計了一種方式,利用質譜法來鑑定人軟骨的關鍵蛋白年齡。

結果顯示,軟骨的年齡極大程度與在體內的位置相關:腳踝的軟骨很年輕,膝蓋軟骨位於中年,臀部則非常老。這種體內位置與軟骨年齡的相關性,與一些動物的肢體修復方式一致,這些動物在最遠的尖端(像腿或尾巴的末端)更容易再生。

這項發現也可以解釋為什麼膝蓋、臀部受傷得花很長時間才能康復,並且常常會發展成關節炎,而腳踝的傷口癒合得更快,也很少發展為嚴重的關節炎。

▲ 骨關節炎是許多人面臨的問題。(Source:shutterstock)

後續的研究中,研究人員進一步發現,是稱為 microRNAs 的分子在負責調節過程,這也能很好說明為何在蠑螈、斑馬魚或蜥蜴等已知能修復肢體、鰭或尾巴的動物體內, microRNAs 都更具活性。

作為進化遺留的產物,這些 microRNAs 也存在於人體中,為人類提供關節組織修復的能力。而也就像動物一樣,microRNAs 的活性因位置而異,與膝蓋和臀部相比,踝關節有著最高的活性,與軟骨的深層相比,軟骨表層具有更高的活性。

研究人員認為,microRNAs 將協助預防、延緩或逆轉關節炎的藥物開發,不僅如此,透過加強這些調節器,研究人員認為未來甚至有機會完全再生因關節炎退化的關節軟骨。

Hsueh 形容這種軟骨修復機制,就像是人類的「體內蠑螈」(inner salamander)能力,在她看來,如果能弄清楚人類究竟比蠑螈少了那些調節器,甚至有可能將缺失的「零件」重新長回來,並在未來某日開發出一種方法來再生部分或全部的受傷肢幹。

「我們相信這是修復的基本機制,可以應用於許多組織,而不僅僅只是軟骨。」

(首圖來源:Flickr/William Warby CC BY 2.0)

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