随着年龄增长,身体会出现许多变化,而关节功能下降往往是最直接影响日常生活的一种。曾经轻松完成的下蹲、上下楼梯、弯腰甚至长时间行走,可能逐渐变成让人疼痛或不舒服的动作。膝盖发僵、肩膀活动时出现异响,或者走一段路之后关节开始隐隐作痛,这些现象背后,都可能与软骨随着年龄增长而逐渐退化有关。
长期以来,医学界普遍认为,关节软骨一旦受到严重损伤,就很难依靠人体自身恢复到原来的状态。软骨不像皮肤那样拥有很强的自我修复能力,因此当软骨持续磨损、变薄,最终出现骨关节炎时,现有治疗通常更多集中在缓解疼痛、改善活动能力以及延缓病情进展上。如果关节损伤到了严重程度,人工关节置换甚至可能成为最后的选择。
但一项来自斯坦福大学的研究,正在让科学家重新思考一个问题:衰老关节中的软骨,真的只能不断退化,而无法重新恢复吗?
研究人员发现,一种名为15-PGDH的酶,可能在衰老过程中扮演了比此前认识更加重要的角色。这种蛋白质与衰老之间早已有密切联系。随着年龄增长,人体内15-PGDH的含量会增加,而它会干扰一些参与组织修复和控制炎症的分子。研究团队因此提出了一个关键假设:如果这种蛋白质会随着年龄增长而增加,并且能够阻碍组织修复,那么它是否也可能参与了骨关节炎的发展?
为了验证这一想法,研究人员首先在老年小鼠身上进行了实验。他们通过抑制15-PGDH的活性,观察关节软骨是否会发生变化。结果令人意外:那些原本已经出现磨损的老年小鼠软骨,在阻断15-PGDH之后开始重新增厚。
换句话说,研究人员看到的并不仅仅是软骨退化速度变慢,而是已经受到损伤的组织出现了明显的恢复迹象。
研究人员随后进行了另一组实验。他们让年轻小鼠遭受类似前交叉韧带,也就是ACL损伤的关节损伤,然后观察这些动物是否会像正常情况下那样逐渐出现创伤后骨关节炎。结果显示,在损伤发生之后对15-PGDH进行抑制,可以明显阻止通常会出现的关节炎变化。
这意味着,这种机制可能具有两种不同的潜在用途。一方面,它有可能帮助已经因为衰老而发生软骨退化的关节恢复;另一方面,它也可能在关节受到损伤之后发挥保护作用,降低日后发展成骨关节炎的风险。
更值得注意的是,这项研究的突破并不只是发现了一种能够促进软骨修复的蛋白质。科学家原本也曾设想,成年人体内如果要重新生成软骨,可能需要依赖干细胞。
然而实验结果却给出了不同的答案。
研究人员发现,干细胞似乎并没有成为这一修复过程的关键角色。真正发生变化的,是关节软骨中原本就存在的软骨细胞,也就是负责制造和维持软骨组织的成熟细胞。当15-PGDH受到抑制之后,这些已经存在于软骨中的细胞似乎能够重新调整自身的基因表达状态,并转变成一种更加健康、更具有功能性的状态。
这改变了科学家过去对组织再生的一些认识。
如果人体能够利用原本就存在的成熟细胞完成组织修复,那么治疗骨关节炎就不一定必须依赖移植新的干细胞。与其从外部寻找新的细胞,不如想办法让受损组织中已经存在的细胞重新恢复工作状态。
斯坦福大学研究人员Helen Blau此前表示,这可能代表了一种全新的成人组织再生方式,并且对于治疗由衰老或者损伤造成的关节炎具有很大的临床潜力。研究团队原本就是在寻找干细胞参与的证据,但最终发现它们显然并不是这个过程的关键。
从实验结果来看,这种软骨恢复不仅体现在显微镜下的组织结构变化,也似乎改善了动物的身体活动能力。
接受治疗的老年小鼠表现出更加稳定的步态,同时在活动过程中更愿意将体重放到原本受伤或存在问题的腿上。这些行为上的改变,被研究人员视为疼痛减轻以及关节功能改善的迹象。
当然,仅仅在小鼠身上观察到效果,并不足以证明这种方法能够用于治疗人类。
因此,研究团队还进一步利用接受膝关节置换手术患者的软骨组织进行了实验。在人类软骨样本中,研究人员同样观察到了积极变化。经过针对15-PGDH的处理后,软骨组织出现了再生迹象,组织的硬度有所增加,同时炎症水平下降。
这使研究人员对这种机制的临床意义更加乐观。
骨科科学家Nidhi Bhutani认为,这一过程相当令人关注,因为它改变了人们理解组织再生的方式。大量原本已经存在于软骨中的细胞,并没有被简单地替换掉,而是在15-PGDH受到抑制之后改变了基因表达模式,并重新获得了更加有利于组织修复的状态。
如果未来能够把这种机制安全地应用到人体,那么骨关节炎治疗可能会发生非常大的变化。
目前的骨关节炎治疗,很多时候仍然是在“管理”疾病,而不是从根本上修复已经损坏的关节。患者可以通过药物、运动、物理治疗等方式缓解症状,但这些措施并不能让已经严重磨损的软骨重新恢复到年轻时的状态。对于病情严重的人来说,最终仍可能需要进行膝关节或髋关节置换。
而真正能够让软骨重新生长的治疗方法,如果能够得到验证,就意味着治疗目标可能从“减轻疼痛”进一步转向“修复组织”。
这也是为什么目前围绕骨关节炎的研究越来越活跃。
斯坦福团队的15-PGDH研究并不是目前唯一试图让关节自行修复的科学项目。美国政府高级卫生研究计划局,也就是ARPA-H,已经投入超过1亿美元,希望通过不同的生物学路线加速骨关节炎治疗研究。其中一个重要项目NITRO,核心思路就是探索一个看似简单、但长期以来一直非常困难的问题:能不能让受损的关节重新拥有自我修复的能力?
这些项目推进的速度也相当快。
部分获得资助的研究团队已经在动物实验中实现了软骨和骨组织的再生,下一阶段则是进一步验证这些方法是否能够安全地进入人体临床研究。
例如,科罗拉多大学博尔德分校的研究人员就开发了一种缓释药物递送系统。这种系统可以被注入已经受损的关节内部,然后持续释放相关治疗成分,刺激人体自身的软骨细胞和骨细胞参与修复。
在目前的动物实验中,这种方法能够在数周时间内促进关节组织修复,并逆转部分骨关节炎损伤。虽然这些结果还不能直接等同于人体治疗效果,但研究团队已经开始推动相关技术向临床方向发展,并成立了Renovare Therapeutics公司,希望进一步开展人体试验。
研究人员的目标也不只是让患者少一点疼痛。
科罗拉多大学博尔德分校的化学与生物工程师Stephanie Bryant表示,他们真正希望做到的,是不仅缓解疼痛、阻止疾病继续恶化,而是最终终结这种疾病本身。
如果这样的目标能够实现,那么未来骨关节炎治疗的理念可能会发生根本变化。
与此同时,另一个研究团队正在尝试完全不同的技术路线。
哥伦比亚大学的研究人员获得了同一项目的资助,他们正在研究一种可以利用3D打印技术制造的“活性膝关节支架”。这种支架能够搭载干细胞,在植入之后逐渐发挥作用,并最终随着人体自身软骨和骨组织重新生长而逐渐消失。
虽然这种技术仍然处于研究阶段,但它代表了另一种思路:不是单纯向关节中加入某种药物,而是直接构建一个能够帮助人体重新形成组织的生物支架。
这些不同方向的研究虽然采用了完全不同的方法,但最终目标却非常接近,那就是让关节恢复人体原本就拥有、但随着年龄或者疾病逐渐失去的自我修复能力。
除了这些仍处于实验阶段的治疗策略之外,一些已经被广泛使用的药物,也正在被科学家重新审视。
2026年的一项研究发现,司美格鲁肽可能对骨关节炎患者的关节产生保护作用,而且这种效果似乎并不能完全用减肥来解释。
司美格鲁肽属于GLP-1类药物,近年来因为减重和代谢疾病治疗而受到广泛关注。过去,人们很容易认为,如果使用这种药物之后关节状况有所改善,主要原因可能只是体重下降后,膝盖和髋部承受的机械压力减少了。
但新的研究给出了另一种可能。
来自中国和美国的研究团队发现,司美格鲁肽似乎能够改变维持健康软骨的细胞代谢状态,使这些细胞获得更多能量,从而更好地维持软骨组织。
在涉及肥胖和骨关节炎的小鼠以及人类研究对象的实验中,接受司美格鲁肽治疗之后,疼痛程度降低,软骨退化也有所减少。小鼠实验中甚至观察到了更少的骨赘以及更轻的关节组织病变。
为了判断这种保护作用到底是不是单纯由减重造成的,研究人员还设置了特殊的对照组。这些动物摄入的食物量与接受司美格鲁肽治疗的小鼠相近,因此体重变化也比较接近。
但即使体重下降程度相似,对照组的软骨保护效果仍然没有接受司美格鲁肽治疗的小鼠明显。
这意味着,司美格鲁肽可能不仅仅是在“减轻关节负担”,而是还通过改变关节内部细胞的代谢活动,对软骨本身产生影响。
当然,这一方向目前同样需要更多研究验证,尤其需要进一步明确这种作用在人类患者身上到底有多大,以及长期使用是否能够真正改变骨关节炎的发展过程。
从目前的研究进展来看,科学家正在从多个角度重新理解骨关节炎。
过去,人们往往把这种疾病简单理解为一种随着年龄增长出现的“磨损”。就像机器使用时间长了之后零件逐渐磨损一样,关节软骨似乎也只能越来越薄。
但现在越来越多的证据表明,骨关节炎并不是单纯的机械磨损。
炎症、细胞代谢、基因表达以及组织自身的修复能力,都可能参与疾病的发展过程。如果能够找到控制这些过程的关键节点,那么关节或许并非只能一路走向不可逆的损伤。
15-PGDH就是目前被发现的其中一个重要节点。
对于斯坦福团队而言,下一步最关键的任务是推进临床试验。只有进入人体研究阶段,科学家才能真正判断这种方法是否安全、有效,以及它到底适用于哪些类型的关节损伤和骨关节炎患者。
值得注意的是,针对15-PGDH抑制剂的其他人体研究此前已经进行过。相关药物曾被用于研究肌肉无力问题,在早期人体试验中没有发现明显的健康和安全风险。虽然这并不能直接证明它可以安全地用于治疗骨关节炎,但至少意味着这种机制并不是完全没有人体研究基础。
从实验室里的小鼠,到人体软骨样本,再到未来可能开展的临床试验,中间仍然存在很长的一段路。
很多在动物身上表现惊人的治疗方法,最终并没有成为真正有效的人类药物。因此,现在还不能说骨关节炎已经找到了能够“返老还童”的治疗方法,更不能把实验结果理解为患者马上就可以通过某种药物重新长出完整软骨。
但这项研究的重要意义在于,它证明了一件过去很难想象的事情:成年组织中的细胞,或许并没有彻底失去修复能力,只是随着衰老,某些抑制修复的机制逐渐占据了上风。
如果科学家能够准确找到并关闭这些“刹车”,那么人体原本就存在的细胞,也许能够重新启动组织修复程序。
这意味着,未来治疗骨关节炎的方法可能不再只是止痛、消炎或者更换人工关节,而是直接帮助患者自己的关节完成修复。
对于全球数以亿计受到骨关节炎困扰的人来说,这种变化无疑具有巨大的潜在意义。
或许有一天,关节置换手术仍然会存在,但它不再是许多严重骨关节炎患者不得不面对的最终选择。医生可能只需要通过一次局部治疗,就能够重新激活关节中原本存在的细胞,让已经衰老或受损的软骨逐渐恢复。
这一天目前还没有真正到来。
但从15-PGDH抑制、缓释药物递送系统、3D打印组织支架,到可能影响软骨细胞代谢的司美格鲁肽,多条研究路线正在同时推进。它们共同指向一个过去被认为十分困难、如今却越来越值得认真讨论的目标:让受损的关节重新学会修复自己。
如果最终的临床研究能够证实这些方法安全有效,那么人类治疗骨关节炎的方式,可能真的会迎来一次重要转变——从被动地接受关节老化,逐渐走向主动地重新唤醒身体自身的修复能力。
原文:https://www.sciencealert.com/breakthrough-that-restores-aging-joints-could-help-treat-osteoarthritis