糖胺聚糖（GAGs）对年轻跟腱区域力学特性的调控作用及其随年龄增长的功能衰退研究

（编辑推荐）本研究通过酶解技术系统揭示了糖胺聚糖（GAGs）在年轻小鼠跟腱骨附着区弹性模量调控中的关键作用（提升60%），而该效应在中年及老年肌腱中消失。结合跨年龄组生物力学、组织学分析，首次阐明GAGs通过区域特异性而非整体结构（如粘弹性或纤维重排）影响跟腱功能，为年龄相关性肌腱损伤机制提供了新视角。

　　

引言

作为连接肌肉与骨骼的关键力学传导结构，跟腱损伤在老年人群中高发且修复困难。研究聚焦糖胺聚糖（GAGs）——这种随年龄增长显著减少的多糖链，如何通过调控细胞外基质（ECM）特性影响跟腱区域力学功能。既往研究表明，GAGs在压缩负荷丰富的肌腱插入区富集，但其在衰老过程中对拉伸力学的作用机制尚不明确。

方法

采用C57BL/6雄性小鼠（150/300/570日龄）跟腱-跟骨单元，通过软骨素酶ABC（cABC）消化去除64%的GAGs（经DMMB法验证），结合激光位移传感测量横截面积（CSA）、定量偏振光成像（QPLI）追踪纤维重排，并创新性建立区域弹性模量分析体系（插入区0-1mm vs. 中段1-3mm）。统计学采用双因素方差分析，控制异位骨化（HO）对数据的干扰。

结果

GAGs特异性调控年轻跟腱插入区力学

年轻组（P150）GAGs消化后插入区弹性模量显著提升60%（P=0.0209），而中段区域无变化。组织学显示GAGs在插入区浓度更高（P<0.0001），且随年龄从0.33%降至0.16%（P=0.0080）。HO现象在老年肌腱中段显著，但未影响整体拉伸力学。

年龄依赖性功能丧失

中年（P300）和老年（P570）组未见GAGs消化对区域模量的影响，尽管CSA随年龄增加（P=0.0033）。动态模量（1Hz）和tan δ的年龄相关性变化（如P300组tan δ升高）均不受GAGs去除影响。

结构稳定性与纤维行为

所有年龄组中，GAGs消化未改变肌腱刚度、应力松弛特性或胶原纤维重排角度（AoP）（P>0.05），提示其作用独立于经典ECM结构维持机制。

讨论

研究发现GAGs通过非力学交联方式（如静电排斥或水合作用）特异性增强年轻跟腱插入区刚度，这种"分子减震器"功能随衰老衰退可能与局部蛋白聚糖网络瓦解有关。临床启示在于：病理性GAGs沉积（如肌腱病或黏多糖贮积症）可能通过类似区域力学失调导致功能障碍，而老年肌腱的GAGs非依赖性变化提示其他ECM成分（如胶原交联）主导衰老进程。

应用前景

成果为靶向GAGs的年轻患者肌腱修复策略提供理论基础，同时提示需开发年龄差异化的治疗手段。未来可探索GAGs在剪切载荷下的纳米级润滑机制，以及性别因素对GAGs功能的影响。