杜克大学的研究人员研究了来自臀部、膝盖和脚踝的软骨，通过观察软骨内的蛋白质，发现了一种再生模式。
杜克大学的研究人员发现，与人们的普遍认知相反，人类的关节软骨可以通过与蝾螈和斑马鱼生物等再生肢体相似的过程进行自我修复，而且这种修复关节软骨的机制呈现从臀部到踝关节逐渐增强的趋势。相关论文10月9日发表在《科学进展》杂志网络版上，将来可能帮助治疗常见的关节疾病——骨关节炎。
“我们相信，了解人类这种‘蝾螈样’的再生能力，以及这种调节回路中人类严重缺失的部分，可以为修复关节组织甚至整个人类肢体的新方法奠定基础。”通讯作者Virginia Byers Kraus医学博士说，他是杜克大学医学、病理学和整形外科学系的教授。
Kraus和他的同事们，包括主要作者Ming-Feng Hsueh博士，设计了一种利用氨基酸内部分子时钟来测定蛋白质年龄的方法。随着蛋白质年龄的增长，氨基酸会以可预测的规律从一种形式转换成另一种形式，组织中新产生的蛋白质很少或没有氨基酸转化，而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的质谱分析法来识别包括胶原蛋白在内的人类软骨中关键蛋白的年龄。
研究发现，软骨的年龄在很大程度上取决于它在人体内的位置。从脚踝到膝盖再到臀部关节，软骨的年龄是逐渐增长的。人类软骨的年龄与其在体内位置之间的这种相关性，与某些动物的肢体修复方式是一致的，这些动物的肢体末端更容易修复。这一发现也有助于解释为什么人们的膝盖，尤其是臀部关节受伤后需要很长时间才能恢复，并常常发展成关节炎，而脚踝的损伤则愈合得更快，而且很少会发展成严重的关节炎。
研究人员进一步了解到，microRNA调节了软骨再生这一过程。而且这些microRNA在蝾螈、斑马鱼、非洲淡水鱼和蜥蜴等以肢体、鳍或尾巴修复而闻名的动物中非常活跃。这些microRNA作为一种为人类提供关节组织修复能力的进化产物也存在于人类体内。同样，microRNA的活性也因其位置而存在显著差异：与膝盖和臀部关节相比，踝关节处microRNA的活性最高，顶层软骨的microRNA活性也高于深层软骨。
“我们很兴奋地得知，蝾螈肢体再生的调节因子似乎也是人类肢体关节组织修复的控制因子，我们将这称之为‘内在蝾螈’的能力。” Hsueh说。
研究人员说，microRNA将来可以开发为药物，帮助预防、减缓或逆转关节炎。“我们相信我们可以帮助这些调节因子完全再生退化的关节软骨。如果我们能弄清楚与蝾螈相比，人类缺少了哪些调控因子，我们甚至有可能将缺失的部分重新组装起来，并开发出一种方法来再生部分或全部受伤的人类肢体，我们相信这是一个基本的修复机制，可以应用于许多组织，不仅仅是软骨。” Kraus说。
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编译：花花 审稿：阿淼 责编：张梦
期刊来源：《科学进展》期刊编号：2375-2548
原文链接：https://medicalxpress.com/news/2019-10-humans-salamander-like-ability-regrow-cartilage.html
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