骨關節(jié)炎(OA)是最常見的關節(jié)疾病,與年齡高度相關。該疾病的特征是軟骨細胞行為的改變,導致蛋白質水解酶(例如基質金屬蛋白酶13(MMP13))的產生增加,從而導致軟骨損傷和關節(jié)功能喪失。但是,有研究指出可能導致OA的其他途徑,其中包括機械磨損,骨骼變化和軟骨細胞外基質的變化。軟骨細胞行為的變化,例如肥大標志物的表達和基質鈣化,通常類似于長骨生長板肥大層中觀察到的現(xiàn)象,但也有其他表型變化的報道。最近有研究報道通過恢復保護性G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)信號傳導來抑制G蛋白偶聯(lián)受體激酶2(GRK2)在其他疾病中的治療功效。但是,尚不清楚GPCR-GRK2途徑在OA中的作用。
基于此,來自賓夕法尼亞州立醫(yī)學院醫(yī)學院骨科和康復科骨科研究與轉化科學中心Fabia Kamal教授帶領團隊,報道了在外科手術OA小鼠模型中,使用經過重新設計的美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準的抗抑郁藥帕羅西汀,在軟骨細胞中進行了遺傳性GRK2缺失或藥理學抑制作用。GRK2的缺失和抑制都阻止了CH,減輕了OA的進展并促進了軟骨的再生。用培養(yǎng)的人OA軟骨進行的輔助實驗證實了帕羅西汀減輕CH和軟骨降解的能力。相關研究成果以“Paroxetine-mediated GRK2 inhibition is a disease-modifying treatment for osteoarthritis”為題,在線發(fā)表在《Science Translational Medicine》雜志上。
調節(jié)軟骨細胞肥大樣變化的因子有很多,這些因子大多數(shù)是由這些軟骨細胞產生的。經歷肥大樣變化的軟骨細胞產生許多蛋白質,這些蛋白質參與組織重塑和鈣化。許多(轉錄)因子調節(jié)從正常關節(jié)軟骨細胞到終末分化軟骨細胞的分化。顯示了與OA相關的肥大樣變化有關的因素。除這些單一因素外,炎癥因素可加速軟骨細胞肥大變得越來越清楚。炎癥因子,例如白介素8,RAGE受體(如S100蛋白)的配體和NFkB信號傳導成分,似乎都在調節(jié)軟骨細胞終末分化中起作用。關節(jié)中揮之不去的(亞)臨床炎癥反應可能會導致關節(jié)軟骨細胞發(fā)生不必要的終末分化。炎癥不僅可以調節(jié)軟骨細胞的終末分化,而且通過可溶介質直接或間接產生的機械應力也可以刺激終末分化。
在人類原發(fā)性OA的概念模型中,軟骨細胞肥大樣變化。通過合成MMP13和ADAMTS4和5 ,已獲得“肥大樣”表型(黑色)的細胞在軟骨分解中起重要作用。TGF-β在年輕健康的軟骨中起軟骨保護因子的作用,但在衰老過程中卻失去了這種作用。軟骨損傷附近克隆中的軟骨細胞參與了修復失敗的嘗試,但也因蛋白水解酶的釋放而進一步損害了軟骨。值得注意的是,除了TGF-β之外,許多其他信號分子,酶和基質分子也參與了OA疾病的發(fā)展過程。且在OA中,可以識別出不同的相位,這些相位不僅時序不同,而且可以在關節(jié)內同時發(fā)生,但可以出現(xiàn)在不同的位置。通過這種方式,在特定的OA關節(jié)中形成了過程和細胞反應的混合物。應當明確的是,早期階段(開始和進展階段)不會被診斷為臨床OA。此外,應該記住這一概念模型僅適用于與年齡相關的原發(fā)性OA,即使對于這一特定的亞組,替代病原體途徑也是可能的。
綜上所述,原發(fā)性OA是一個緩慢的,與年齡相關的疾病過程,在關節(jié)內混合了疾病階段和細胞反應。這個事實以及只有晚期人OA軟骨容易獲得的事實使可復制的組織采樣成為一項復雜的任務。盡管大多數(shù)研究報告了OA軟骨細胞的肥大樣變化,但后者可能解釋了不同發(fā)現(xiàn)之間的差異?;蛘?,存在不同的患者組,有或沒有肥厚性改變。由于軟骨細胞的行為在OA關節(jié)中不同步,并且OA作為一個局灶性過程開始,因此抑制軟骨細胞肥大樣改變可能是阻止OA進一步發(fā)展的治療目標。該研究團隊的研究結果表明,軟骨細胞中GRK2信號的升高是OA中CH的驅動因素,并確定帕羅西汀是用于OA治療的疾病緩解藥物。
參考文獻
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