2021-12-23 13:05

没食子酸和拉伸会降低软骨细胞中的骨关节炎标志物

knee cartilage

健康的饮食和少量的运动似乎对关节炎有好处,即使是在细胞水平上。

华盛顿州立大学(Washington State University)的研究人员领导的一个团队使用没食子酸(没食子酸是一种在五子、绿茶和其他植物中发现的抗氧化剂),并将一种拉伸机制应用于从患关节炎的膝盖上提取的人类软骨细胞,这种细胞可以模仿走路时的拉伸。这种组合不仅减少了细胞中的关节炎炎症标记物,而且改善了正常软骨中所需要的蛋白质的生成。

虽然还处于早期阶段,但研究结果表明,可以开发一种新的程序,对从病人身上提取的软骨细胞进行治疗,培育出大量的细胞或组织,以便再次植入。

该研究的主要作者、华盛顿州立大学最近的博士研究生哈宁·阿布沙赫说:“我们发现,联合拉伸,就像对细胞本身的锻炼一样,与没食子酸一起降低了炎症标志物,这意味着我们能够逆转骨关节炎。”“这基本上就像在微观尺度上进行良好的锻炼和良好的饮食。”

这项研究发表在《实验细胞研究》(Experimental Cell Research)杂志上,研究人员在普尔曼地区医院(Pullman Regional Hospital)进行关节置换手术时,从捐献的膝盖中提取骨关节炎软骨细胞。他们在实验室培养这些细胞,并首先测试了六种抗氧化的“营养产品”,包括维生素C、维生素E和姜黄素。抗氧化剂可以中和自由基,不稳定的原子,氧化应激会损害细胞和组织。

实验室试验表明没食子酸是中和骨关节炎软骨细胞中自由基的最有效的抗氧化剂。然后,研究人员应用没食子酸,并使用Curi Bio公司开发的细胞拉伸器进行拉伸。他们将拉伸量设定为5%,这个水平与人类走路时膝盖的拉伸量相当。

这种组合降低了被称为基质金属蛋白酶的炎症标志物。它增加了胶原蛋白和糖胺聚糖的沉积,这些化合物赋予结缔组织完整性、抗拉强度和抵抗来自体重对关节的压缩力。拉伸和没食子酸也增加了另外两种软骨特异性蛋白的表达。

骨关节炎是世界上最常见的肌肉骨骼疾病,它破坏关节软骨,导致疼痛和活动受限。到目前为止,还没有完全治愈的方法,治疗方法从开止痛药到用人工关节手术代替关节,但即使是手术也不能让患者完全恢复活动。

另一种方法叫做自体软骨细胞植入(ACI),它包括从关节移除软骨细胞,使它们大量生长,然后重新植入。研究人员指出,目前,这些细胞在再次植入前没有经过治疗,缺乏治疗会导致细胞生长的纤维软骨变弱。他们也可能继续受到骨关节炎的影响,这些手术不能完全恢复关节的功能。这项研究显示了一种开发类似程序的潜在方法,首先对软骨细胞进行治疗,然后将它们培养成可以再次植入的组织。

“我们正在推进在实验室中制造再生软骨的技术,这种技术有可能被植入软骨损伤中,这样关节置换的数量就会减少,”华盛顿州立大学化学工程和生物工程学院的教授Bernard Van Wie说,他是这项研究的首席研究员和通讯作者。“我们希望开发一种天然的软骨,从一开始就能正常工作,而不是替换关节。”

尽管研究人员警告说,没食子酸不应该被视为灵丹妙药,而且任何治疗措施都应在咨询医生后才可采取,但该研究增加了证据表明,吃富含抗氧化剂的食物和锻炼身体可能是有益的。

Abusharkh说:“这提供了一些证据,表明良好的饮食和锻炼确实有效。”“即使对患有轻度骨关节炎的人来说,锻炼也非常有益。整天躺着或坐着对我们的软骨组织很不好;我们必须有一点活动。”