骨关节炎是一种常见的退行性关节疾病,尤其多发于中老年人群。随着病情进展,关节软骨逐渐磨损,软骨下骨结构改变,不仅会引发持续的疼痛,还会造成活动受限,使得上下楼梯、行走等日常动作都变得困难重重。
目前的临床治疗多集中于“修补”已经受损的软骨,但由于关节局部微环境紊乱、软骨细胞功能异常等问题,治疗效果常常不尽如人意。医学界迫切需要一种能靶向核心病理环节、从根本上改善软骨状态的新疗法。
武汉团队在《Eur J Pharmacol》发表新成果
近日,武汉市第四医院等科研团队在《European Journal of Pharmacology》期刊发表了重要研究成果,系统探讨了血小板衍生生长因子BB(PDGF-BB)联合透明质酸(SH)递送系统在骨关节炎治疗中的作用机制。

研究从细胞、类器官到动物实验多层面验证,揭示了PDGF-BB改善软骨微环境、抑制炎症损伤、延缓退变的潜在机制,为退行性关节病的精准治疗提供了新方向。
体外研究:PDGF-BB可减轻炎症毒性并激活细胞防御
研究团队利用3D软骨类器官模型模拟体内软骨结构,并结合体外细胞实验进行分析。
当使用单碘乙酸(MIA)模拟炎症环境时,PDGF-BB能显著减轻炎症引起的细胞毒性损伤,提升软骨细胞的生存率。
然而,当加入HIF-1α抑制剂后,PDGF-BB的保护作用被明显削弱。
研究还发现,在类器官中,缺氧条件能抑制F-肌动蛋白(F-actin)的形成和软骨细胞的去分化。在炎症模型中,F-actin生成量上升,但经PDGF-BB处理后可恢复至接近正常水平。若同时使用HIF-1α抑制剂,这一调节作用会显著减弱,说明PDGF-BB的保护机制部分依赖于HIF-1α的信号通路。
分子机制:调控HIF-1α与SCIN的表达,稳定软骨微结构
进一步检测发现,PDGF-BB不仅能调节HIF-1α水平,还能影响其下游的吸附蛋白SCIN。
在炎症状态下,HIF-1α和SCIN表达升高,而PDGF-BB处理可使其恢复至接近正常水平。若使用HIF-1α抑制剂,这两种蛋白的表达量显著下降,且不再受氧浓度影响。
此外,PDGF-BB还能抑制RhoA/ROCK信号通路的过度激活,这一作用与氧浓度无关,说明它在调控细胞骨架、减缓软骨退变方面具有双重保护作用。
动物实验:PDGF-BB联合透明质酸显著改善软骨结构
在大鼠骨关节炎模型中,研究者将PDGF-BB单独或与透明质酸(SH)联合注射入关节腔。结果显示:
仅诱导骨关节炎的大鼠出现明显的软骨基质流失和骨赘形成;
而PDGF-BB或SH-PDGF治疗组的软骨结构完整,透明软骨层厚度增加,OARSI评分显著降低。
免疫荧光分析进一步证实,PDGF-BB及SH-PDGF可有效抑制F-肌动蛋白生成与细胞去分化,维持软骨细胞形态稳定。
维持缺氧微环境:保护软骨再生的关键
正常软骨处于轻度缺氧的环境中,这种状态对维持细胞稳态至关重要。研究发现,骨关节炎模型中,随着时间推移,软骨的缺氧状态被严重破坏,而PDGF-BB及SH-PDGF能有效恢复软骨的缺氧标记水平,保持微环境稳定。
同时,这两种药物还能调节HIF-1α与SCIN的平衡,防止信号异常下调,从而维持软骨细胞的正常功能。
治疗机制总结:双通路协同保护软骨
综合结果表明,PDGF-BB通过两条途径实现对软骨的保护:
氧依赖通路:调控HIF-1α与SCIN的表达,改善缺氧微环境;
氧非依赖通路:抑制RhoA/ROCK信号通路活化,稳定细胞骨架结构。
此外,透明质酸(SH)作为药物载体,不仅能延缓PDGF-BB的释放,提高药效持久性,还可减少注射次数,提升治疗便利性。
前景展望:为骨关节炎患者带来更优治疗方案
这项研究首次系统揭示了PDGF-BB在调控软骨微环境、延缓退变中的分子机制,为未来以PDGF为核心的关节再生疗法奠定了坚实基础。
其与透明质酸结合的递送方式,更具临床可行性与安全性,或将成为下一代骨关节炎治疗方案的新方向,为广大患者带来更便捷、更持久的康复希望。



