华人学者首次发现生物钟与关节炎有关

最近，英国曼彻斯特大学的生物学家首次证实，骨关节炎患者那些痛苦和使人衰弱的症状，与人体生物钟有着本质的联系。这项研究，可能在未来的几年中，为关节病患者的药物治疗铺平道路。这项研究结果，发表12月14日的《Journal of Clinical Investigation》。

　　

生物通报道：最近，英国曼彻斯特大学的生物学家首次证实，骨关节炎患者那些痛苦和使人衰弱的症状，与人体生物钟有着本质的联系。

这项研究是由英国关节炎研究会（Arthritis Research UK）的资深研究员孟庆军（音译，Qing-Jun Meng）博士带领完成的，可能在未来的几年中，为关节病患者的药物治疗铺平道路。孟庆军博士2002年在国内获得了航空医学和航空航天生理学博士学位，之后在曼彻斯特大学从事博士后研究，探讨生物钟的分子机制和药理学重置。目前就职于曼彻斯特大学生命科学学院。

这项研究结果，是由英国关节炎研究会和医学研究委员会（MRC）共同资助支持，发表12月14日的《Journal of Clinical Investigation》。延伸阅读：PNAS：治疗类风湿性关节炎的新策略。

他说：“尽管医生和科学家们尽了最大努力，但是我们对骨关节炎的了解还很少：可悲的是，疼痛缓解和关节置换手术，似乎是病人的唯一选择。基本疗法的前景是非常令人兴奋的，然而它仍然可能需要几年的时间。”

孟博士发现，软骨细胞中的生物钟——控制着数千个基因，可在一天的不同时间产生不同的生物活性。

他意识到，身体的生物钟，控制着“休息时软骨细胞何时被修复”与“活动时它们如何磨损”之间的平衡。

但他的研究显示，随着我们年龄的增长，我们软骨细胞的生物钟变差，从而使得修复功能不够，这可能会引发骨关节炎。

孟博士的研究小组，在显微镜下观察了三种类型的人类软骨：正常的、受骨关节炎轻度影响的、和受关节炎严重影响的软骨。

随着骨关节炎变得更加严重，表达BMAL1（控制着人体生物钟的一个蛋白）的细胞的数量变得越来越少。

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在衰老方面，他在软骨细胞中发现了类似的BMAL1减少，这与降低的人体生物钟幅度（在老年小鼠中变弱了多达40%）相一致，从而支持一个理论：衰老，至少部分通过对软骨细胞生物钟的异常调节，是骨关节炎的主要危险因素。

根据孟教授介绍，慢性炎症是另一个因素，可以增加患疾病的风险。

他在今年早些时候参加了美国的一项小鼠研究，在这项研究中，每周逆转光暗周期——模拟轮流换班工作或严重的时差，也会破坏身体的时钟——可使疾病的风险更大。

他补充说：“现在我们已经确定了人体生物钟和骨关节炎之间的联系，这可能会打开重置身体生物钟机制的药物前景。科学家已经开发出某种药物，能够以这种方式发挥作用。现在，骨关节炎可以成为这一工作的一部分。”

“但是，也有其他生物钟相关的方法，可以帮助骨关节炎患者，我们认为：每天在规律的时间内饮食和锻炼，也是一个好主意。在软骨组织使用近似身体温度变化的热垫——这也受生物钟支配，也可能是有用的。”

这项研究的共同资深作者Ray Boot-Handford评论说：“这项研究，是由孟博士带领的一个国际研究小组完成的，指出了生物钟对于保持我们关节健康所起的重要作用。研究结果为了解和发展骨性关节炎疗法，开辟了新的途径。”

英国关节炎研究研究会研究和项目主任Stephen Simpson说：“许多关节炎患者发现，他们的症状会在一天的某个时刻会变得更糟，而这项有趣和令人兴奋的研究结果，揭示了这种作用的一种可能的生物学基础。”

“了解人体昼夜节律（我们内在的生物钟）对于维持关节组织健康的重要作用、中断这一过程如何可能有助于骨关节炎的发展？都是非常重要的。一种令人兴奋的前景是，可以使用这个新的信息，为数百万关节炎患者改进治疗方法和缓解疼痛。”

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
The chondrocyte clock gene Bmal1 controls cartilage homeostasis and integrity
Abstract: Osteoarthritis (OA) is the most prevalent and debilitating joint disease, and there are currently no effective disease-modifying treatments available. Multiple risk factors for OA, such as aging, result in progressive damage and loss of articular cartilage. Autonomous circadian clocks have been identified in mouse cartilage, and environmental disruption of circadian rhythms in mice predisposes animals to OA-like damage. However, the contribution of the cartilage clock mechanisms to the maintenance of tissue homeostasis is still unclear. Here, we have shown that expression of the core clock transcription factor BMAL1 is disrupted in human OA cartilage and in aged mouse cartilage. Furthermore, targeted Bmal1 ablation in mouse chondrocytes abolished their circadian rhythm and caused progressive degeneration of articular cartilage. We determined that BMAL1 directs the circadian expression of many genes implicated in cartilage homeostasis, including those involved in catabolic, anabolic, and apoptotic pathways. Loss of BMAL1 reduced the levels of phosphorylated SMAD2/3 (p-SMAD2/3) and NFATC2 and decreased expression of the major matrix-related genes Sox9, Acan, and Col2a1, but increased p-SMAD1/5 levels. Together, these results define a regulatory mechanism that links chondrocyte BMAL1 to the maintenance and repair of cartilage and suggest that circadian rhythm disruption is a risk factor for joint diseases such as OA.