米国と日本の研究者は、加齢に伴う軟骨組織の硬直と、寿命に関連する重要なタンパク質の抑制を関連付ける新しいメカニズムを発見しました。 新しい研究の著者によると、これらの結果は変形性関節症を引き起こす関節の悪化につながるメカニズムの理解を深めます。 ネイチャーコミュニケーション.

この研究で、研究者らは、細胞外マトリックス (体の組織を取り囲み支持するタンパク質やその他の分子のネットワーク) の硬化の増加が、いわゆる「寿命タンパク質」の減少につながることを示しました. Klotho (α-Klotho) と呼ばれますエピジェネティックな変化によって引き起こされる膝軟骨。 このクロトーの減少は、軟骨細胞と呼ばれる健康な軟骨細胞を損傷しました。 逆に、老化した軟骨細胞をより柔らかい細胞外マトリックスにさらすと、膝軟骨がより若々しい状態に回復しました。

細胞外マトリックスの硬化は軟骨老化の決定的な特徴であるため、これらの結果は、クロトーが軟骨の形成に果たす役割を示しています。 変形性関節症 軟骨の健康を回復するための新しい潜在的な治療ターゲットを提供します。 研究者らはまた、彼らの発見は、身体全体の他の組織の老化によって引き起こされる代償的な後成的要因に適用される可能性があることにも注目しています.

「この研究は、変形性関節症が最初に発生する理由についてのメカニズムの理解を深め、これらの変化を防ぐための治療法の開発への道を開きます。変形性関節症の疾患は、現在、痛みと障害を最小限に抑えることができます」と、ファブリシア・アンブロジオ博士は述べました。 .D.、MPT、筋骨格回復のためのアトランティック チャーター ディスカバリー センターの初代ディレクター。体全体の老化した組織について、これらの結果は老化研究の分野で軟骨の修復以外にも影響を与える可能性があると期待しています。」

不可逆的な軟骨損傷の根本原因を調べる

変形性関節症は、関節の軟骨が硬直して壊れ始めると発生し、下にある骨に損傷を与え、痛み、腫れ、こわばり感を引き起こします。 変形性関節症は関節炎の最も一般的な形態であり、米国だけで推定 3,250 万人が罹患しています。 人口の高齢化 そして肥満の傾向。 変形性関節症は、日常的な日常業務を実行する人の能力を著しく妨げる可能性があります。 この病気の成人の約半数は労働年齢であり、生計を立てる能力に影響を与えています。

現在、この軟骨の硬化とその結果生じる損傷を元に戻す治療法はありません。 運動などの治療、 減量、理学療法、投薬、注射、関節置換手術は、痛みを軽減し、可動性を改善することを目的としています。 この損傷の分子的原因とその治療方法については、多くが不明なままです。 これらの未知数は、変形性膝関節症に特に関係があります。変形性膝関節症では、単一のイベントが軟骨損傷を引き起こすことはなく、最大の予測危険因子は加齢です。

エピジェネティクスの役割、つまり加齢に伴う行動や環境の変化が遺伝子の働きをどのように変化させ、体全体の組織や病理学的プロセスに影響を与えるかについて、研究者はますます理解を深めようとしています。

高度な質量分析技術を使用して、研究者は、変形性膝関節症のマウスの構造およびタンパク質の変化の軌跡を、生涯および性別ごとにマッピングしました。 次に、彼らはその発見をヒトの変形性膝関節症の現在の理解と比較しました。

研究者らは、クロトーが変形性関節症を引き起こす分子プロセスに深く関与していることを発見しました。 この研究は、Klotho が骨格筋のミトコンドリアを保護し、損傷後の骨格筋の再生に重要な役割を果たすことを示す以前の研究の延長でした。 人々が年をとるにつれて、クロトーのレベルが低下するため、長寿タンパク質と呼ばれています.

新しい分析は、いつ 膝の軟骨 組織が硬くなり、クロトーをコードする遺伝子が抑制されました。 彼らは、若い組織と古い組織の硬さを模倣するように設計された環境に播種された、軟骨形成に関与する若い軟骨細胞と古い軟骨細胞のモデルでこれを検証しました。 若い軟骨細胞は、Klotho の喪失により硬い表面に置かれると古く見えますが、研究者が細胞を環境の硬直から保護すると、軟骨細胞の健康が観察されました。

「これらの発見は、加齢に伴う組織の硬直と変形性関節症のリスクとの関連性を理解する上で、この分野にとって重要となる魅力的な新しいパラダイムを提供します」名古屋大学大学院医学系研究科高等研究科

興味深いことに、彼らの分析では、オスのマウスでは変形性関節症の発生率が加齢とともに増加する一方で、メスのマウスでは疾患の発症が見られず、 軟骨 組織は一般的に保存されていました。 この予想外の発見は、閉経後の女性が男性よりも重度の変形性膝関節症を発症する可能性がはるかに高い、人々に見られる反応とは異なります. 著者らは、これらの発見はさらなる研究を保証するものであり、分子レベルで変形性膝関節症に対する更年期障害の影響を調べるプロジェクトが Ambrosio 博士の研究室で進行中であると述べています。

今後の研究は、加齢に伴う症状の治療ギャップを埋めることを目的としています

最新の発見により、研究者は、厳格な細胞外マトリックス環境に直面しても、クロトーを抑制する経路を遮断するなど、変形性関節症につながる疾患プロセスに介入する方法があるかどうかを調査する予定です. 彼らは、老化によって引き起こされる変形性関節症やその他の状態の治療法を開発するために、彼らの発見が使用されることを望んでいます.

「細胞外マトリックスによる Klotho やその他の寿命因子のエピジェネティックな調節が、システム全体の組織機能低下の説明に役立つかどうかを評価したいと考えています」と Ambrosio 博士は述べています。

博士に加えて。 研究共著者の Ambrosio と Iijima には、Gabrielle Gilmer、BCE、Kai Wang、Ph.D.、Allison C.、Bean、MD、Ph.D.、Yuchen He、Hang Lin、Ph.D.、Wan-Yee Tang、 Ph.D.、Daniel Lamont、Ph.D.、Chia Tai、MS、Akira Ito、Ph.D.、PT、Jeffrey J Jones、Ph.D.、および Christopher Evans、Ph.D.

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