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没食子酸和拉伸减少软骨细胞中的骨关节炎标志物

健康饮食和少量运动似乎对关节炎有益,即使在细胞水平上也是如此。

一个由华盛顿州立大学研究人员领导的团队使用没食子酸(一种存在于五倍子、绿茶和其他植物中的抗氧化剂),并对取自关节炎膝盖的人体软骨细胞应用了一种拉伸机制,模拟步行时发生的拉伸。该组合不仅减少了细胞中的关节炎炎症标志物,而且提高了通常在健康软骨中发现的所需蛋白质的产生。

虽然仍处于早期阶段,但研究结果表明,可以开发一种新程序来处理从患者身上提取的软骨细胞,以培养细胞或组织以进行重新植入。

“我们发现联合拉伸就像是对细胞本身的一种锻炼,而没食子酸减少了炎症标志物,这意味着我们能够逆转骨关节炎,”该研究的主要作者、最近的 WSU 博士 Haneen Abusharkh 说。 . 毕业。“这基本上就像在微观层面上进行良好的锻炼和良好的饮食。”

对于这项发表在《实验细胞研究》上的研究,研究人员从铂尔曼地区医院关节置换手术期间取出的捐赠膝盖中收集了骨关节炎软骨细胞。他们在实验室培养细胞,并首先测试了六种抗氧化剂“营养品”或营养产品,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,这是由氧化应激引起的不稳定原子,会损害细胞和组织。

实验室测试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抗氧化剂。然后,研究人员使用 Curi Bio Inc. 开发的细胞拉伸器应用没食子酸并增加拉伸。他们将拉伸设置为 5%,该水平与人类行走时膝盖的拉伸相匹配。

这种组合减少了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,这些化合物使结缔组织具有完整性、拉伸强度和抵抗体重对关节压缩力的能力。拉伸和没食子酸还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,它会破坏关节中的软骨,导致疼痛并限制运动。目前还没有完全治愈的方法,治疗方法包括从开止痛药到用合成药物置换关节的手术,但即使是手术也不能让患者恢复全范围运动。

另一种程序称为自体软骨细胞植入或 ACI,它涉及从关节中去除软骨细胞,将它们生长到大量,然后重新植入它们。研究人员指出,目前,细胞在重新植入之前没有经过处理,缺乏处理会导致细胞生长出较弱的纤维软骨。他们也可能受到骨关节炎的影响,并且这些程序不会使关节恢复全部功能。这项研究显示了一种开发类似程序的潜在方法,首先处理软骨细胞,同时将它们培养成可以重新植入的组织。

“我们正在推进在实验室中制造再生软骨的技术,这些软骨有可能被植入到软骨病变中,从而减少关节置换物的数量,”沃伊兰德化学工程与生物工程学院教授伯纳德·范·维 (Bernard Van Wie) 说。主要研究者和通讯作者。“我们希望开发一种从一开始就正常工作的天然软骨,而不是替换关节。”

该研究增加了证据表明吃富含抗氧化剂的食物和运动可能是有益的,尽管研究人员警告说,没食子酸不应被视为灵丹妙药,任何行动方案都应仅在咨询人的医生。

“这提供了一些证据表明良好的饮食和锻炼确实有效,”Abusharkh 说。“即使对于患有轻度骨关节炎的人来说,运动真的很好。我们的软骨组织整天躺下或坐着都非常糟糕;我们必须进行一点活动。”