炎症和压力感应导致骨关节炎的“前馈”回路

杜克大学和华盛顿大学圣路易斯分校的研究人员说，一个不幸的生物“前瞻”循环驱动关节炎关节中的软骨细胞，实际上促进了疾病的进展。

痛苦研究员和机械医生Wolfgang Liedtke，Duke神经内科教授与前公爵同事合作软骨目前就职于华盛顿大学医学院的专家法希德·吉拉克对压力敏感的活动进行了研究离子通道在软骨。他们的研究出现了3月22日的一周国家科学院的诉讼程序。

软骨是高度润滑的低摩擦力，弹性组织，其线接合表面，缓冲运动和吸收数百万的机械压缩循环。当软骨陷入疼痛的骨关节炎时，骨骼的末端可以聚集在一起骨头，甚至增加疼痛。

的细胞该构建和维持软骨被称为软骨细胞，并且可以找到对敏感的离子通道，称为压电1和压电2。响应于接头上的机械负载，压电通道将信号发送到可以改变该细胞中的基因活性的细胞中。

通常情况下,软骨细胞产生细胞外基质,结构蛋白和其他生物分子使软骨其机械刚度，弹性和低摩擦力。但是在骨关节炎，这些细胞的退化和故障 - 这是无法修复的细胞分裂-有助于软骨的渐进破坏。

骨关节炎的其他标志之一是慢性低，低级炎症，由称为白细胞介素-1α的信号分子驱动。研究人员希望使用来自猪的软骨细胞以及从猪中除去用于更换手术的人的关节，看看炎症如何影响软骨细胞。

他们发现，白细胞介素信号告诉细胞产生更多的压电通道，使细胞对压力更加敏感，从而导致研究人员所说的有害的“前馈”循环，导致软骨更多的破坏。

“白介素重新编码软骨细胞，使它们对机械损伤更敏感，”Liedtke说。“前馈循环慢慢地把它们磨碎，细胞无法被取代。”

Liedtke描述了一个健康的软骨细胞作为一个弹性球，“像网球”，其通过其内部肌肽纤维保持僵硬。但由于这些细胞失去了替代肌动蛋白纤维的能力，“他们变得更柔软，更柔软。”

不幸的是，研究人员发现，它们变得越湿滑，就会产生更多的压电通道。

生物医学工程师Whasil Lee说:“过表达的压电通道使炎症的软骨细胞对机械微损伤敏感，从而增加了机械诱导的软骨细胞损伤和随后的骨关节炎进展的风险。”她从liedtke实验室搬到罗切斯特大学开设了自己的实验室

“这是制造更多伤害的软骨重编程，”Liedtke说。

为了进一步确认，研究人员发现，通过阻断压电通道的活性，可以恢复软骨细胞的剥离。

骨关节炎是关节炎中最常见的一种，全世界有数百万人因关节疼痛和僵硬而受到影响。最常见的部位是膝盖、臀部和脊椎。

“我们已知联合的机械装载对于维持软骨健康是必不可少的。”在这项研究中，我们发现了一种机制，通过该机制可以造成炎症条件下的过度载荷可以产生可能导致进步软骨变性的情况。“

“我们总是在寻找喂养慢性病促进者的前馈机制，”Liedtke说。“我们在这里找到了一个，为我们打开门来迎来疾病改性治疗，目前对骨关节炎不存在。”