探討衰老相關(guān)骨骼疾病,迎接重度老齡化(三)
大多數(shù)骨骼疾病(包括骨關(guān)節(jié)炎、骨質(zhì)疏松癥等)的主要危險因素是衰老,而骨骼疾病導(dǎo)致的疼痛和殘疾也是老年人失去獨立性和生活質(zhì)量下降的關(guān)鍵性因素。“健康老齡化”是應(yīng)對人口老齡化成本最低、效益最好的手段和途徑。因此,研究衰老與骨關(guān)節(jié)炎、骨質(zhì)疏松等骨骼疾病之間的關(guān)系,減緩衰老相關(guān)骨骼疾病的發(fā)展,對于“健康老齡化”具有重大意義。前面我們介紹了衰老與神經(jīng)退行性疾病、睡眠障礙的關(guān)系,本文將繼續(xù)探討衰老與骨骼疾病之間的聯(lián)系。
1 衰老導(dǎo)致線粒體功能障礙和慢性炎癥促進骨關(guān)節(jié)炎
骨關(guān)節(jié)炎是一種高度流行的增齡性關(guān)節(jié)退行性疾病,尤其是在65歲以上的人群中。骨關(guān)節(jié)炎主要以關(guān)節(jié)軟骨喪失和慢性炎癥為特征,涉及多種細胞功能障礙和組織病變。衰老是骨關(guān)節(jié)炎的重要危險因素:衰老和線粒體損傷導(dǎo)致活性氧(ROS)增加和線粒體DNA突變,而線粒體功能障礙和ROS清除不足會促進促炎細胞因子(如:IL-1β、IL-4、IL-6、IL-18等)的產(chǎn)生(見圖1);一些衰老相關(guān)分泌表型(SASP)因子(如:基質(zhì)金屬蛋白酶-13(MMP13)、生長相關(guān)癌基因α(GROα))也是炎癥介質(zhì),在衰老相關(guān)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。所以,衰老可通過參與線粒體功能障礙和慢性炎癥促進骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)展。
圖1 衰老參與骨關(guān)節(jié)炎病理機制
(圖片源自《Nature Reviews Rheumatology》雜志)
2 沉默調(diào)節(jié)蛋白(SIRT)下調(diào)促進衰老相關(guān)骨骼疾病發(fā)展
SIRT家族是一類高度保守的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸依賴性去乙?;福?/span>7名家族成員,是一類與衰老和壽命密切相關(guān)的酶。有研究數(shù)據(jù)顯示,SIRT1和SIRT6在骨關(guān)節(jié)炎患者骨關(guān)節(jié)中的表達水平顯著降低。SIRT1可有效上調(diào)Wnt/β-catenin和BMP-2信號通路(這兩種信號通路對間充質(zhì)干細胞和骨祖細胞的成骨分化至關(guān)重要),抑制破骨細胞生成并抑制骨吸收。SIRT6可通過抑制IL-15/JAK3/STAT5信號通路減輕軟骨細胞衰老。隨著年齡的增長,衰老細胞在骨骼微環(huán)境中積累,若以這些衰老細胞為靶點,補充SIRT6,可以防止與年齡相關(guān)的骨丟失,為治療骨關(guān)節(jié)炎、骨質(zhì)疏松等衰老相關(guān)骨性疾病提供方向。
3 骨髓間充質(zhì)干細胞(BMSCs)成骨和成脂失衡誘導(dǎo)老年性骨質(zhì)疏松癥
衰老引起的骨質(zhì)疏松癥以骨量減少和骨髓腔內(nèi)脂肪細胞積聚為特征。隨著年齡的增長,BMSCs向成骨和成脂分化的動態(tài)平衡逐漸失去,調(diào)控該動態(tài)平衡的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子包括過氧化物酶體增殖激活物受體γ(PPARγ)、增強子結(jié)合蛋白α(CEBPα)和Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2(RUNX2)等。已有研究發(fā)現(xiàn),RNA結(jié)合蛋白Musashi2(MSI2)也參與了BMSC分化的調(diào)節(jié)。MSI2在BMSCs成脂分化過程中表達下調(diào),在成骨分化過程中表達上調(diào)。Msi2基因敲除小鼠表現(xiàn)出骨量減少,骨髓脂肪細胞大量積累,類似于衰老導(dǎo)致的骨質(zhì)疏松癥。MSI2可抑制成脂因子CEBPα的翻譯,進而抑制PPARγ信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。在小鼠衰老過程中,MSI2表達降低,骨量減少,骨髓腔內(nèi)脂肪細胞異常積聚,成骨細胞標記物骨橋蛋白(OPN)表達降低,成脂細胞標記物脂滴包被蛋白(Perilipin)表達增加,PPARγ的靶基因表達增加(見圖2)。該研究結(jié)果表明,衰老致使MSI2功能降低,導(dǎo)致骨髓腔內(nèi)BMSCs成骨和成脂失衡,進而參與骨質(zhì)疏松發(fā)病機制。
圖2 衰老過程中MSI2表達下調(diào)
(圖片源自《Bone Research》雜志)
在衰老過程中,機體多方面調(diào)控水平發(fā)生變化,從而多因素影響著骨骼疾病的發(fā)生與發(fā)展。“十四五”時期,我國人口老齡化迎來重要的窗口期,促進“健康老齡化”將進入新的發(fā)展階段。骨骼疾病是老齡化社會的一個主要健康問題,老年人骨骼疾病將是一個持續(xù)的重點話題,其發(fā)病機制與治療策略相關(guān)研究將顯得尤為重要。
云克隆可提供多種骨骼疾病動物模型,現(xiàn)展示(部分)如下:
1、切除前后交叉韌帶和內(nèi)側(cè)半月板制作骨關(guān)節(jié)炎模型
http://www.cloud-clone.com.cn/AnimalExperiments/Rat-Model-for-Osteoarthritis-DSI587Ra04.html
2、碘乙酸注射誘發(fā)骨關(guān)節(jié)炎模型
http://www.cloud-clone.com.cn/AnimalExperiments/Rat-Model-for-Osteoarthritis-DSI587Ra05.html
3、卵巢切除致骨質(zhì)疏松模型
http://www.cloud-clone.com.cn/AnimalExperiments/Mouse-Model-for-Osteoporosis-DSI534Mu01.html
同時,云克隆開發(fā)了上述研究中涉及到的相關(guān)靶標產(chǎn)品,靶標及核心貨號如下,供參考: