激素有助于减缓骨关节炎的发展

应用预处理 甲状旁腺 康奈尔大学的研究人员发现,通常用于增加骨量以对抗骨质疏松症的激素可以帮助改善软骨健康并减缓骨关节炎的发展。

团队由马约莱因·范德梅伦(Marjolein van der Meulen)康奈尔大学工程学院梅尼格生物医学工程学院院长James M.和Marsha McCormick也鉴定了可能用于检测退行性关节病早期发病的基因表达特征。

该图显示了与无软骨损伤的非负重对照膝关节相比,每日负重和治疗6周后软骨损伤的程度。软骨被染成红色,骨骼被染成蓝绿色。总的来说,加载前联合甲状旁腺激素预处理和加载期间阿仑膦酸钠治疗的软骨损伤最小(红染组织丢失),软骨保存最多。

这个调查结果4月19日发表在《科学进展》杂志上。联合首席作者是23岁的阿德里安·安托瓦内特博士和20岁的索菲亚·齐米安博士。

范德梅伦(Van der Meulen)擅长探索力学在骨骼中的作用,以及肌肉骨骼系统(骨骼、软骨、关节)如何对载荷作出反应,使用一种技术施加重量并压缩小腿和膝关节。

装货有点喜忧参半。因为它能增加骨量,所以可以用来治疗骨质疏松症。同时,负荷也会损害关节软骨,类似于骨关节炎的退化。范德梅伦(Van der Meulen)和她的实验室成员越来越关注骨骼在这种类型的关节损伤中所起的作用。

对于这项新的研究,她的团队进行了一个两步的过程。首先,他们每天用甲状旁腺对小鼠进行预处理 激素——一种治疗骨质疏松症的药物——在八周内增加动物的骨量。在第二阶段,研究小组对小鼠的胫骨施加每日负荷,并使用另一种骨质疏松治疗药物阿仑膦酸钠,这实际上在六周内关闭了骨骼的自我更新能力,这一过程称为重塑。

Van der Meulen说:“骨骼是一种不断翻转的组织。细胞不断地去除骨骼,并用新的骨骼取而代之。随着年龄的增长,这一过程的效率越来越低,越来越少的骨骼被重新放置。”。“一些FDA批准的骨质疏松药物的作用方式是通过关闭这种自然转换过程,这样你就不会失去骨量。所以我们问道,如果我们阻止了骨骼的反应能力,这会影响膝关节损伤的发展吗?”

研究人员发现了甲状旁腺 激素直接改善软骨健康并减缓损伤的发展,而阿仑膦酸钠减少了与骨关节炎相关的软骨下骨变化。

Van der Meulen说:“即使在损伤六周后,八周的预处理效果仍然非常显著。甲状旁腺激素不仅增加了骨量,因为事实证明,这种药物也会作用于软骨。”。“八周后,老鼠膝盖的软骨变厚了,这与我们的预期不符。因此,较厚的软骨很可能保护你免受下游关节损伤。”

该团队重复了该实验,并使用转录组学揭示了从小鼠软骨、骨骼和淋巴结分离的RNA中发生的基因表达。关节损伤反映在早期的转录组变化中,这两种治疗方法的结合导致了免疫信号的早期调节。

齐米安说:“真正有趣的是,基因表达数据表明,这两种药物结合在一起对减弱软骨损伤基因,尤其是改变免疫基因的表达有最大的效果。”。

这一结果表明,由于无法在组织水平检测到的负荷和治疗,会发生细微变化。

齐米安说:“基因表达分析对我们来说非常有用,因为我们可以看到所有这些免疫基因在软骨中表达,而这并不一定是我们所期望的。”。“软骨是一种正常情况下没有很多免疫细胞的组织。”

下一步是确定甲状旁腺激素治疗是否可以减缓甚至逆转骨关节炎的进展,并观察基因特征是否可以用于制定该疾病的早期诊断。

Van der Meulen说:“研究结果表明,这些治疗方法可能也对人类有益。但值得庆幸的是,这些治疗已经获得FDA批准,只是还没有批准用于这种应用。”。

合著者包括20岁的Allison Brown、22岁的Erin Hudson和22岁的Carolyn Chlebek博士;特殊外科医院的蒂莫西·赖特、史蒂文·戈德林和玛丽·戈德琳;米盖尔·奥特罗他是Weill Cornell Medicine and Hospital for Special surgery矫形外科细胞和发育生物学助理教授。

这项研究得到了美国国防部、美国国立卫生研究院和克拉克基金会的支持。

媒体联系人

贝卡·鲍耶