Commun Biol：关节炎相关基因或能再生机体关节和生长板中的软骨

2022年1月29日 讯 /生物谷BIOON/ --IL-6蛋白家族有一个坏名声，即其能促进机体炎症、关节炎、自身免疫性疾病甚至癌症的发生；然而，近日一篇发表在国际杂志Communications Biology上题为“gp130/STAT3 signaling is required for homeostatic proliferation and anabolism in postnatal growth plate and articular chondrocytes”的研究报告中，来自南加利福尼亚大学等机构的科学家们通过研究揭示了IL-6和相关基因对于在关节和生长版中维持和再生软骨的重要性，其或能促进儿童的骨骼生长发育。

STAT3或能调节人类胎儿软骨细胞的合成代谢基因和小鼠的体型。

图片来源：DOI: 10.1038/s42003-021-02944-y

研究者Denis Evseenko表示，本文研究中我们首次发现，IL-6家族或许是维持骨骼干祖细胞所需要的，而且对于关节和脊柱的健康生长及其功能至关重要；此前研究人员认为，在骨骼肌研究领域中，IL-6几乎只与关节炎、骨骼和肌肉损失以及其它慢性炎性疾病有关；而本文研究则揭示了炎症和再生之间的关联，并有望帮助解释为何在慢性炎症疾病中干祖细胞会耗竭。

文章中，研究人员仔细分析了被IL-6激活的关键基因STAT3，在实验室培养的人类细胞和小鼠机体中，STAT3对于关节和生长板中软骨形成细胞的增殖、生存、成熟和再生至关重要；当该基因停止发挥功能时，软骨形成细胞的功能就会随着时间推移变得越来越差，从而就会导致机体体型变小，生长板过早融合，骨骼发育不全以及关节软骨的轻度退化。

当小鼠机体中缺乏一种名为gp130（糖蛋白130）的蛋白时，小鼠就会经历同样的问题，所有IL-6蛋白都能被用来激活STAT3，而失活另外一种名为Lifr的基因或许就会产生类似但较为温和的骨骼和软骨改变，Lifr基因能够编码一种特殊蛋白，该蛋白会与gp130联合从而识别名为Lif 的IL-6蛋白。在缺乏gp130的小鼠中，研究人员能通过过度激活STAT3来恢复其正常的生长板，尽管这会引起软骨的过度生长，从而导致其它骨骼异常等疾病。

有趣的是，研究人员注意到了明显的性别相关差异，当STAT3停止发挥功能时，相比雄性而言，雌性就会经历更为严重的软骨和骨骼改变，为了理解其中的原因，研究人员改变了小鼠机体中的雌激素水平，以及实验室培养的猪软骨细胞，在这两种情况下，雌激素都会增加STAT3的水平和活性，这就表明，雌性或许更依赖于该基因。本文研究对于利用现有的能抑制STAT3功能的药物来抑制机体炎症和自身免疫性疾病具有重要的临床意义，这些药物或许还会干扰软骨的生长和再生。

图片来源：https://www.nature.com/articles/s42003-021-02944-y

相反，研究人员利用其对STAT3即相关基因和蛋白质的细微差异的理解，开发出了一种高度靶向性的药物，其或能潜在再生关节软骨，而并不会由诱发炎症，这种药物或许很快会在人类临床试验中进行测试。研究者Evseenko表示，本文研究结果真正改变了当前的模式，并挑战了该研究领域存在的观点，即IL-6、STAT3和相关基因及蛋白质不仅会影响炎症，还会再生影响关节软骨的再生。

综上，本文研究结果表明，相关研究数据或许描述了一种能调节软骨细胞维持和输出的分子回路，同时揭示了IL-6家族细胞因子在骨骼系统中的关键积极性功能，这对于骨骼发育和再生或许具有直接的影响。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Liu, N.Q., Lin, Y., Li, L. et al. gp130/STAT3 signaling is required for homeostatic proliferation and anabolism in postnatal growth plate and articular chondrocytes. Commun Biol 5, 64 (2022). doi：10.1038/s42003-021-02944-y