膝關節退化有機會真正修復?科學家找到軟骨再生的新契機
年齡增長,膝關節的軟骨(cartilage)會逐漸磨損,導致疼痛與僵硬,嚴重時甚至需要換成人工關節。關節軟骨修復力很差,科學家一直在找讓軟骨真正重新生長的方法。最近史丹佛大學(Stanford University)發現,抑制一種會因年齡增長增加的酵素,竟能讓老年小鼠受損膝軟骨重新生長,且對人類退化軟骨組織也有類似效果。論文刊登於《Science》期刊。
膝關節表面軟骨質地非常光滑,因要讓骨頭能順利滑動,同時又能承受走路與活動時壓力。但軟骨內其實沒有足夠血液,且成年後軟骨細胞增生力有限,因此受損或老化後很難自行修復。膝關節退化時軟骨會逐漸變薄,受損軟骨又難自己修復,且退化加劇使軟骨細胞可能釋放更多發炎分子,又加劇組織損傷,形成惡性循環。
軟骨老化的關鍵酵素
研究聚焦名為15-羥基前列腺素脫氫酶(15-PGDH)的酵素。研究發現,老年小鼠膝關節軟骨的這種酵素含量約年輕小鼠兩倍,因 15-PGDH 會分解參與組織修復的前列腺素 E2(PGE2),團隊推測,這種酵素隨年齡增加,可能是軟骨修復力逐漸衰退的原因之一。實驗顯示,利用藥物抑制 15-PGDH 活性,無論全身給藥或直接注射膝關節,都能讓老年小鼠已變薄的軟骨重新增厚。更重要的是,新生軟骨有正常關節軟骨的組織特徵,顯示此方法可能有助恢復關節功能。
從體外實驗走向臨床實驗
團隊檢驗取自膝關節置換手術患者的軟骨組織。經過 15-PGDH 抑制劑處理一週後,已退化的組織竟開始生出新軟骨,顯示這種促進軟骨修復的效果也可能對人類有用。但研究仍停在動物實驗與體外組織培養階段,尚未證實此類藥物能直接促進人體再生關節軟骨,未來仍需以臨床實驗驗證療效。
年輕時爬樓梯、蹲下拿東西,都是小事;但年齡漸增、膝關節逐步退化,這些動作都會成為沉重負擔。如果能用藥物促進軟骨再生,膝關節退化的患者或許就有機會在止痛、復健與換人工關節以外,有新療法可選擇。對患者而言,真正重要的或許不是軟骨增加多少,而是能否活動得更自在順暢。雖然這項研究距離實際應用仍有距離,但也帶來希望,將來治療膝關節退化會有更多選擇。
Goodbye joint replacements? Stanford scientists found a way to regrow cartilage and stop arthritis
Inhibiting a master regulator of aging regenerates joint cartilage in mice
(首圖左起為年輕老鼠膝關節、年老老鼠及治療後老年老鼠圖片,紅色部分為軟骨,來源:Stanford Medicine)