医学进展
2021年02月号

肌腱和韧带损伤与遗传易感因素SPARC有关

作者:生命新知

研究结果表明,缺乏SPARC的小鼠表现出肌腱稳态失调和肌腱组织界面形成受损。SPARC的丢失导致机械反应的改变,并且减少胶原的产生,最终导致承重肌腱受损,容易在体内发生自发的肌腱断裂。

肌肉骨骼疾病(Musculoskeletal diseases,MSDs)是影响患者残疾和死亡率的一大疾病。肌腱和韧带损伤是最常见的MSDs,通常需要就医。肌腱和韧带损伤的因素有很多,包括外在的工伤、创伤和内在的老化、高胆固醇血症、糖尿病、遗传因素等。肌腱有机械敏感性,机械信号会影响组织发育、愈合和稳态,主要影响胶原基质的合成和肌腱大小。肌腱和肌腱界面的再生能力非常有限,损伤后很难恢复。肌腱可感知来自肌肉的负荷,但关于负荷如何影响肌腱的结构和功能适应还不甚了解。

富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白(Secreted protein acidic and rich in Cysteine, SPARC)是一种多功能细胞外基质(extracellular matrix, ECM)糖蛋白,调节细胞与ECM的连接、细胞间的相互作用、ECM沉积和细胞迁移。既往研究表明,老年小鼠肌腱中SPARC表达减少,导致肌腱干细胞和祖细胞(tendonresident stem and progenitor cells, TDSCs)与ECM的结合受损,肌腱组织中的脂质增加。

近日,南京大学蒋青教授团队、西澳大利亚大学郑明豪教授团队和奥地利帕拉塞尔苏斯医科大学Wagner教授团队共同研究发现,SPARC是诱导肌腱和组织界面成熟和维持所必需的基质蛋白。研究人员在肩袖撕裂和前交叉韧带断裂的患者中发现了SPARC的杂合错义突变,并证明其与肌腱和韧带损伤的遗传易感性有关。研究结果2021年2月在线发表于《科学•转化医学》杂志上。

动物模型研究发现,出生后早期的跟腱负荷导致Sparc-/-小鼠跟腱的组织萎缩和末端发育受损。进一步的跑步机训练显示Sparc-/-小鼠处于净分解代谢状态,并且自发性肌腱断裂的患病率更高。体外培养的Sparc-/-三维肌腱结构显示,I型胶原合成减少。此外,功能性钙成像显示,需要较低的应力来触发Sparc-/-肌腱束的机械诱导反应。

总之,研究结果表明,缺乏SPARC的小鼠表现出肌腱稳态失调和肌腱组织界面形成受损。SPARC的丢失导致机械反应的改变,并且减少胶原的产生,最终导致承重肌腱受损,容易在体内发生自发的肌腱断裂。SPARC的杂合错义突变与人类肌腱和韧带损伤有关,并得到临床证实。进一步研究证明,突变会损害SPARC分泌,导致I型胶原生成受损。总之,该研究为错义突变如何增加患者肌腱断裂风险提供了证据。 

参考文献: Wang Tao, Andrea Wagner, Renate Gehwolf, et al. Load-induced regulation of tendon homeostasis by SPARC, a genetic predisposition factor for tendon and ligament injuries[J]. Science Translational Medicine,2021,13:eabe5738.

Copyright 1994-2015 Cinkate.com.cn All Rights Reserved 沪ICP备10014127号-5