風雨欲來骨先知。很多骨關節炎患者都能準確地預報天氣預報，因為疾病導致他們對潮溼特別敏感。
骨關節炎是一種退化性疾病，導致關節軟骨不可逆轉的喪失，許多人在為此承受著痛苦和困擾。骨關節炎的病因很複雜，涉及到許多因素，包括遺傳、急性損傷和慢性炎症。據公開資料顯示，2018年我國關節炎患者已達到1億人。
北京時間8月18日，發表在《Nature Medicine（自然醫學）》上的一項新研究中，來自美國史丹福大學醫學院的研究團隊證明，衰老與小鼠和人類關節炎中骨骼幹細胞的進行性喪失和軟骨再生減少有關。同時，他們發現了一種在小鼠與人體組織中再生關節軟骨的新方法。
研究通訊作者、史丹福大學醫學院外科系、幹細胞生物學與再生醫學研究所助理教授Charles KF.Chan博士說：「軟骨在成年後幾乎沒有再生潛力，所以一旦它受傷或消失，我們能為患者做的就非常有限。找到一種方法來幫助身體再生這個重要的組織會非常令人欣慰。」
這項工作建立在史丹福大學之前分離出骨骼幹細胞的研究基礎上。骨骼幹細胞是一種自我更新的細胞，負責骨骼、軟骨和一種幫助骨髓中血細胞發育的特殊類型的細胞。這項新研究和先前對小鼠和人類骨骼幹細胞的研究，都是在KF.Chan和Michael Longaker的實驗室裡完成的。
關節軟骨是一種複雜而特殊的組織，它在關節骨之間提供一個光滑而有彈性的緩衝墊。當軟骨因外傷、疾病或僅僅是隨著年齡增長而變薄時，骨骼之間就會直接相互摩擦，引起疼痛和炎症，最終導致關節炎。
受損的軟骨可以通過一種叫做微骨折的技術來治療，即在關節表面鑽一個小孔。微骨折技術促使身體在關節中產生新的組織，但新組織與軟骨還不太一樣。
該研究第一作者、史丹福大學客座研究員、英國曼徹斯特大學外科醫生Matthew Murphy說： 「微骨折會導致所謂的纖維軟骨，它實際上更像是疤痕組織，而不是天然軟骨。」
Chen說：「它包住了骨骼，總比什麼都沒有好，但它卻沒有天然軟骨的彈性，而且降解速度相對較快。」
最新的研究部分是通過Murphy的工作而產生的。Murphy說：「我覺得從來沒有人真正了解微骨折是如何工作的。我認為了解這一過程的唯一方法就是觀察幹細胞在微骨折後的功能。」
很長一段時間以來，普遍觀點認為成年軟骨在損傷後不會再生，是因為組織中沒有更多可以激活的骨骼幹細胞。在小鼠模型中，研究團隊觀察到微骨折確實激活了骨骼幹細胞，那些活化的骨骼幹細胞在關節內再生纖維軟骨。
研究人員想知道，微骨折後的癒合過程能否被人為幹預，以讓其轉向再生軟骨而非纖維軟骨。
隨著骨骼發育，細胞必須先經歷軟骨階段，然後才能轉變為骨骼。他們的想法是，讓關節中的骨骼幹細胞沿著走向骨骼的路徑開始，但在軟骨階段停止這一過程。
圖片來源：Nature Medicine
研究人員使用骨形態發生蛋白2（BMP2）這種強效分子來啟動微骨折後的骨形成，但隨後又通過阻斷另一種對骨形成重要的信號分子，即血管內皮生長因子（VEGF）來中止這一過程。
圖片來源：Nature Medicine
Chen說：「我們最終得到的是軟骨，它由與天然軟骨相同的細胞組成，具有相似的力學性能，這與我們通常得到的纖維軟骨不同。而且它還恢復了骨關節炎小鼠的活動能力，顯著減輕了它們的疼痛。」
圖片來源：Nature Medicine
為了證明這一原理也適用於人類，研究人員將人類組織移植到不排斥組織的小鼠中，並重複上述實驗。結果顯示，人類骨骼幹細胞可以引導骨骼發育，且在軟骨發育階段就停止。
研究的下一階段是在大型動物中進行類似實驗，然後再進行人體臨床試驗。Murphy指出，實驗中由於使用非常小的小鼠關節比較困難，一旦把這一研究轉移到相對較大的關節時，系統可能會有所改進。
Murphy說：「第一個人體臨床試驗可能是針對手指和腳趾關節炎患者。我們可以從小關節開始，如果可行的話，我們會向上移動到更大的關節，比如膝蓋。現在，手指關節炎最常見的手術之一就是切除拇指根部的骨頭。在這種情況下，我們可能會嘗試先挽救關節，如果不起作用，我們只好取出骨頭，就像我們所做的那樣。因此，改進的潛力很大，而不利的一面是我們可能會回到以前的水平。」
Longaker指出：「這項研究有利的一點是潛在療法的主要成分BMP2是被FDA批准為安全有效的。BMP2已經被批准用於幫助骨骼癒合，而VEGF抑制劑已被用作抗癌療法。這將有助於加快批准我們開發的療法。」
關節置換手術徹底改變了醫生治療關節炎的方式，而且應用非常普遍：到80歲時，每10個人中就有1人會進行髖關節置換；20人中就有1人會進行膝關節置換。但這種關節置換術具有極強的侵入性，它使用壽命有限，而且只有在關節炎發作和患者忍受持久疼痛後才能進行。
研究人員說，他們希望未來有一天，人們可以通過在關節軟骨嚴重退化前使其恢復活力，從而避免患上關節炎。