化学信号在软骨细胞中模拟锻炼

软骨难以修复或成长，但Duke Medices的研究人员已经迈向了解如何再生结缔组织。通过向软骨细胞中添加化学物质，化学信号刺激了新的软骨生长，模仿身体活动的影响。

研究结果发表在美国国家科学院院刊2014年1月13日的研究表明，一种名为TRPV4的离子通道可能成为治疗骨关节炎甚至软骨再生的新疗法的靶点。

关节软骨是排列关节的组织，如臀部、膝盖和肩膀，提供缓冲和平稳运动。和骨骼和肌肉一样，软骨只有通过负重或施加力量才能保持健康和强壮体育活动。

关节上的异常力量会导致各种各样的问题，导致疼痛和丧失活动能力。过度使用或损伤导致的关节负荷过重会导致软骨破裂，而缺乏使用会导致软骨萎缩。这两种软骨退化都使关节容易发生骨关节炎，一种退行性疾病。

直到最近，研究人员还不知道软骨是如何将机械负荷转化为促进生长的离子通道信号的。了解软骨如何感知机械负荷可以为研究人员提供预防或更好地治疗关节疾病所需的知识。

“机械载荷在软骨的整体健康中起着至关重要的作用，”Farshid Guilak博士说，他是杜克大学Laszlo Ormandy矫形外科教授，也是该研究的资深作者。“如果我们能弄清楚软骨细胞是如何感知机械负荷的，我们就能欺骗它们，让它们认为自己正在锻炼，或者阻止它们对异常负荷做出反应。”把它看作是对你的软骨的人工锻炼。”

在这项由医学博士研究生克里斯托弗·奥康纳(Christopher O'Conor)领导的研究中，研究人员进行了研究关节软骨TRPV4是软骨细胞中丰富的离子通道，在机械负荷时可以打开。当研究人员使用机械载荷“锻炼”软骨细胞时，这些细胞感觉到了载荷并生长起来软骨组织。当他们添加一种化合物来阻止TRPV4时，本质上是关闭了来自离子通道，软骨不能生长，机械负荷的影响也消失了。

接下来，研究人员用机械载荷代替了激活TRPV4的化学物质。在不锻炼软骨的情况下，他们观察到的软骨生长情况甚至比机械载荷下更明显。这些发现表明TRPV4负责感知软骨中的机械负荷。

现在他们知道打开TRPV4可以模拟机械负荷在软骨细胞，研究人员正在寻找利用这种潜力的方法。

“我们的下一步是看看这合成“锻炼”技术作用于人体细胞,可以用来再生新的人类软骨,”O 'Conor说,他正在完成MD /博士学位在北卡罗莱纳大学教堂山分校和执行他的论文工作在公爵Guilak骨科生物工程实验室。

除了培育新的软骨外，研究人员还将研究激活或阻断TRPV4的化合物是否可以作为预防TRPV4的新疗法软骨退化和关节疾病。

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