研究发现阻断随年龄增长的衰老蛋白15-PGDH,能促使现有软骨细胞重返年轻状态,成功再生关节透明软骨,有望免除关节置换手术。

随着年龄增长,人体的膝关节软骨会逐渐磨损变薄。骨关节炎困扰着全球数以亿计的患者,仅在美国,就有大约每5名成年人中就有1人受其折磨,每年产生的直接医疗费用高达650亿美元。长期以来,医学界普遍认为关节软骨缺乏自愈能力,传统治疗手段只能缓解疼痛,当病情恶化到严重阶段时,患者往往只能选择人工关节置换手术。

无需关节置换,科学家找到再生软骨的方法

然而,来自斯坦福大学医学院的研究团队带来了一项颠覆性发现。他们找到了一种能够让受损关节软骨重新生长的潜在方法,不仅在老龄小鼠身上成功逆转了自然发生的软骨流失,还在人类膝关节组织样本中验证了这一效果。

这项研究的核心在于锁定一种名为15-PGDH的蛋白质。研究人员将其称为衰老酶,这是一种随着年龄增长在人体组织中含量逐渐升高的酶,也是导致组织功能退化的幕后推手。此前研究表明,15-PGDH会分解对组织再生至关重要的前列腺素E2。当研究人员通过小分子药物抑制15-PGDH时,体内的前列腺素E2水平回升,进而唤醒了组织的自我修复机制。

令人意外的是,关节软骨的再生机制与肌肉、骨骼等其他组织大不相同。在其他组织中,损伤修复通常依赖干细胞增殖并分化为特定细胞,而关节软骨的修复完全不依赖干细胞。相反,关节软骨中现有的软骨细胞在药物作用下改变了基因表达模式,直接跨越到了更加年轻的状态。

人体中的软骨分为不同类型。例如耳廓等部位属于弹性软骨,脊椎骨之间的是纤维软骨,而膝关节、髋关节等关键部位覆盖的则是表面光滑且富有弹性的透明软骨。透明软骨能让骨骼在运动时以极低的摩擦力滑动,也是骨关节炎中最易受损的类型。在实验中,抑制15-PGDH后,老龄小鼠膝关节长出的是极为优质的透明软骨,而非质量较次、摩擦力较大的纤维软骨。

除了老龄退化,运动创伤也是引发骨关节炎的主要诱因。在前十字韧带撕裂等常见运动损伤后,即使通过手术修复韧带,仍有大约50%的患者会在15年内发展为骨关节炎。研究团队在小鼠遭受膝关节创伤后,连续4周每周两次给予这种衰老酶抑制剂,结果显著降低了小鼠患骨关节炎的概率,受伤小鼠的行走步态和受力情况也基本恢复正常。

无需关节置换,科学家找到再生软骨的方法

为了进一步确认临床应用前景,研究人员收集了患者在进行全膝关节置换手术时替换下来的软骨组织样本。在离体培养环境中,经过这种抑制剂处理仅1周后,人类软骨组织中导致软骨退化的基因表达明显下降,并开始重新合成新的透明软骨。

研究人员Helen Blau和Nidhi Bhutani指出,这一发现改变了人们对人体组织再生的认知。庞大的现有软骨细胞群具有被重新激活的潜力,通过药物将它们引导回年轻状态,有望直接针对病因展开治疗。目前,针对15-PGDH的小分子抑制剂已在改善老年人肌肉衰弱的1期临床试验中证明了安全性。未来如果能在针对关节软骨再生的临床试验中获得成功,患者将有机会通过口服或局部注射药物重获健康的软骨,远离关节置换手术的痛苦。

原文:https://www.sciencedaily.com/releases/2026/10/261005011249.htm