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Science子刊:增强软骨EGFR通路有望治疗骨关节炎

来源:本站原创 2021-01-19 12:27

2021年1月19日讯/生物谷BIOON/---目前,骨关节炎还没有治愈的方法。在一项新的研究中,来自美国宾夕法尼亚大学和中国华中科技大学等研究机构的研究人员发现了一种简单的膝关节注射方法有可能阻止这种疾病的影响。他们发现,他们可以在小鼠中靶向一种特定的蛋白通路,使得它超速运转,并在一段时间内阻止软骨退化。基于这一结果,他们能够发现,利用最先进的纳米医学技术靶向这种蛋白通路治疗手术引起的膝关节软骨变性的小鼠,可以显著减少软骨变性和膝关节疼痛。相关研究结果发表在2021年1月13日的Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“Targeting cartilage EGFR pathway for osteoarthritis treatment”。


图片来自CC0 Public Domain。

论文共同通讯作者、宾夕法尼亚大学骨科副教授Ling Qin博士说,“我们的实验室是世界上为数不多的研究软骨中表皮生长因子受体(EGFR)信号转导的实验室之一,从一开始,我们就发现EGFR的缺失或失活会加速小鼠骨关节炎的进展。因此,我们提出可以利用其激活来治疗骨关节炎,在这项研究中,我们首次证明了在膝关节内过度激活它可以阻止骨关节炎的进展。”

Qin解释说,其他研究EGFR的实验室的测试得出了“混乱和有争议”的结果。但是,Qin实验室一直发现骨关节炎和EGFR缺失之间的联系,这构成了他们假设的基石。

这些研究人员将正常小鼠与那些在软骨细胞中过度表达一种与EGFR结合的分子(称为EGFR配体)的小鼠进行了比较。这种过度表达驱动了膝关节软骨中EGFR信号的过度激活。在对它们进行检查时,发现过度表达这种称为HBEGF的EGFR配体的小鼠的软骨一直在增大,也就是说,它并没有像EGFR活性正常的小鼠那样受到磨损。此外,当这些小鼠长大到成年后,它们的软骨对退化和骨关节炎的其他特征具有抵抗力,即使它们的膝盖半月板受损,也是如此。

为了进一步证实过度激活的EGFR是这些小鼠恢复能力的原因,这些研究人员发现,阻断EFGR功能的吉非替尼(gefitinib)药物阻止了对软骨退化的抑制作用。

有了这些知识,这些研究人员将目光转向了潜在的临床治疗方案。在一系列新的测试中,他们通过将一种强效的EGFR配体---转化生长因子α---附着在合成的纳米颗粒上,制造出纳米药物,并将它注射到已经出现膝关节软骨损伤的小鼠体内。

论文共同通讯作者、宾夕法尼亚大学工程系研究副教授Zhiliang Cheng博士说,“游离的EGFR配体的半衰期很短,而且由于体积小,无法保留在关节囊内。纳米颗粒有助于保护它们不被降解,将它们限制在关节内,减少脱靶毒性,并将它们带入致密软骨内部深处,以到达软骨细胞。”

当给小鼠注射这种纳米药物时,这些研究人员观察到它能减缓软骨退化和骨质硬化,以及缓解膝关节疼痛。在接受治疗的小鼠身上也没有观察到大的副作用。

论文共同作者Jaimo Ahn博士说,“虽然这种应用的许多技术方面仍然需要解决,但通过注射而不是手术来阻止或减缓骨关节炎进展的能力将极大地改变我们在衰老和受伤后的感觉和功能。”

对于人类患者来说,这种治疗方法的临床应用可能还有一段时间,但所使用的纳米颗粒已经经过临床测试并被认为是安全的,这使得它更容易快速转化为临床使用。

Qin说,“对于一种缓解病情的骨关节炎药物,医学上有很大的需求没有得到满足。在未来,我们将优化药物设计,在大型动物身上进行测试,然后再进行临床试验。我们希望我们的研究能够带来一种新型药物,这将改善美国2700多万骨关节炎患者的健康和福祉。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

1.Yulong Wei et al. Targeting cartilage EGFR pathway for osteoarthritis treatment. Science Translational Medicine, 2021, doi:10.1126/scitranslmed.abb3946.

2.Target discovered that halts osteoarthritis-type knee cartilage degeneration
https://medicalxpress.com/news/2021-01-halts-osteoarthritis-type-knee-cartilage-degeneration.html

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