Science子刊:南京大学蒋青等揭示为何有些人更易肌腱和韧带受伤 2024-08-02 07:38:40 肌腱和韧带损伤发生在连接肌肉和关节的软组织中,是最常见的肌肉骨骼损伤之一,每年影响数百万人。它们会引起很大的疼痛,在某些情况下甚至会导致肢体功能丧失和无法工作。肌腱和肌腱界面的再生能力非常有限,这使得它们的损伤在临床上很难解决。肌腱能感受来自肌肉介导的负荷,然而现有的研究对于外部负荷究竟如何影响生理和病理状态下肌腱的适应机制,知之甚少。2021年2月24日,南京大学医学院附属鼓楼医院蒋青教授团队、西澳大利亚大学郑铭豪教授团队和奥地利帕拉塞尔苏斯医科大学Andreas Traweger教授团队合作,在 Science 子刊 Science Translational Medicine 杂志在线发表了题为:Load-induced regulation of tendonhomeostasis by SPARC, a genetic predisposition factor for tendon and ligamentinjuries 的研究论文。该研究发现一种蛋白质可以对肌腱和韧带受到的压力做出反应,并对负荷诱导下肌腱稳态有调节作用。研究首次发现了影响肌腱和韧带的遗传因素,这将有助于在未来改善病人的护理,更重要的是可帮助那些从事运动的人,以及如何预防肌腱和韧带受伤。(王韬博士,Andrea Wagner教授, Renate Gehwolf教授和严文津博士为共同第一作者。)实验证据表明,富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白(Secreted Protein Acidic And Cysteine Rich,SPARC)在肌腱的机械生物学中发挥至关重要的作用,是组织发育、成熟及稳态和所必需的蛋白。其与人的基因组成有关,这可以解释为什么有些人更容易发生肌腱和韧带损伤。在临床研究中发现,肩袖撕裂和前交叉韧带断裂的患者中存在SPARC基因的杂合错义突变 (p.Cys130Gln, NM_003118.3),该突变会导致SPARC蛋白结构中卵磷脂样(FS)结构域改变,进一步引起蛋白分泌和I型胶原纤维形成受损。通过进一步动物模型研究发现,出生后早期肌腱负荷导致Sparc纯合突变(Sparc-/-)小鼠的组织萎缩和跟腱止点的成熟受损(图1)。图1. Sparc-/-小鼠负重肌腱发育不全表型。跑步机训练结果显示,Sparc-/-小鼠呈现净分解代谢状态,并具有更高的自发性肌腱断裂患病率,而当使用Botulinum toxin A抵消肌肉负荷时,可以看到Sparc-/-小鼠的肌腱发育不全程度减弱(图2)。图2.Botulinum toxin A处理后,后腿的大体形态体外培养的Sparc-/-三维(3D)肌腱结构显示核糖体S6激酶 (S6K) 激活的负荷依赖性受损,导致I型胶原的合成减少。此外,功能性钙显像显示触发Sparc-/-肌腱束的机械诱导反应需要较低的应力。综上所述, SPARC是肌腱组织成熟和维持稳态所必需的关键细胞外基质蛋白。肌腱损伤的病因是多因素的。多项外在因素 (如过度使用、吸烟) 和内在因素 (如代谢性疾病) 是肌腱疾病和肌腱断裂的易发因素,但目前对导致肌腱和韧带损伤的遗传因素知之甚少。这项研究发现的杂合错义突变 (c.388T>G [p.Cys130Gln]) 会导致SPARC内二硫键断裂,这与肌腱和韧带损伤的风险增加有关。在一组642人的队列中 (181名患者和461名健康者) 发现了13例这种杂合错义突变(10名患者和3名健康者),对应的优势比为8.93。与之相似,编码V型胶原蛋白的基因的一个多态性位点已被证明与跟腱病显著相关,其优势比仅为2.3。考虑到肌腱/韧带损伤的多因素性质,作者认为SPARC突变的遗传易感性影响对肌腱断裂的原因至关重要,而一个主要的触发因素是重复过载。461名健康者中有359名年轻运动员,在这些健康运动员中没有发现SPARC突变。那些由于基因突变导致SPARC较少的人,他们的肌腱和韧带中的I型胶原蛋白也较少。所以,如果一个人从事竞争性运动,甚至是轻度运动,他们的肌腱或韧带就会变得非常脆弱,很容易破裂。因为这些年轻运动员定期接受训练,导致肌腱承受大量负荷,使得其更易患肌腱病变,和/或面临更大肌腱损伤的风险。这一现象进一步佐证了SPARC基因突变对对负荷诱导下肌腱稳态的调节作用,也提示了运动员遴选过程中遗传因素也是重要的考量因素。近年来,由于体育活动的增加,临床中遇到越来越多的ACL(膝盖前交叉韧带)断裂。然而,目前还不清楚这是由于遗传因素导致的受伤倾向,还是由于竞技运动的增多。而这项研究通过强调导致运动损伤的遗传因素,为医学界提供了新的见解。论文链接:https://stm.sciencemag.org/content/13/582/eabe5738 赞 (0) 相关推荐 肌肉拉伤的检查有哪些方法? 肌肉拉伤是指一般肌肉或者肌腱活动过渡受到损伤.这些损伤一般发生在你的身体疲劳和超过它所负担的强度时.最容易受拉伤的两处是:大腿后面(腘绳肌).大腿内侧(内收肌).腘绳肌拉伤的主要症状是当你伸直腿的时候 ... 打太极拳与膝关节保护的注意事项,太及时了 太极拳能健身能养生,提高人的生活质量,其中的一大特点就是注重腿部的锻炼.通过柔和缓慢.分清虚实的腿部运动,改善腿部各关节的柔韧性和灵活性,维持人体平衡的支撑能力,促进腿部淋巴.血液循环,特别是远端循环 ... 奥运点燃运动热情 防损伤牢记八点 东京奥运会正式开幕,运动健儿在赛场上的精彩表现,也带动了许多百姓的运动热情.这两天,因运动后身体不适来中山大学孙逸仙纪念医院运动医学科就诊的"健身达人"日渐增多. 该院运动医学科主 ... Science子刊: 类配对分析法揭示孤独症患者肠道菌群解毒功能受损 Science Advances: 类配对分析法揭示孤独症患者肠道菌群解毒功能受损 标题:类配对法揭示孤独症谱系障碍儿童肠道微生物解毒功能受损 Title:A quasi-paired cohort ... 牙疼已要命!Science子刊揭示:为什么倒吸一口凉气会疼得更要命? 中国生物技术网 中国生物技术信息网官方账号16分钟前 我们每个人的心愿都是"没有蛀牙".因为一旦牙疼起来,就会经历那种难以形容的"要命"疼痛.此时,你会发现,当 ... 不破不立?Science子刊揭示:遭遇致命打击时,癌细胞如何“吃自己”求生 细胞质膜是包围在细胞表面的一层极薄的膜,也是其生存和发展的"保护伞".即使"豪横"如癌细胞,质膜受损也可能会带来毁灭性的影响.目前,细胞已经发展出高效快速的修复 ... Science子刊:南京大学张辰宇等发现精子miRNA介导的抑郁症遗传 抑郁症是人群中最为常见的一种精神障碍,被喻为"精神病学中的感冒",全世界有 1.2-2.0亿患者.有关抑郁症的生物学病因和发病机制目前尚不清楚,但普遍认为其发病是遗传因素和环境因素 ... Science子刊:铁死亡再获突破,揭示实体瘤致命缺陷 实体瘤依靠血液供应来输送氧气和营养.随着肿瘤的生长,这些血管无法为肿瘤的每个部分提供氧气和营养,从而导致区域缺氧.随着时间的推移,这种缺氧环境会导致肿瘤细胞内的酸积聚.为了克服这种压力,癌细胞通过释放 ... Science子刊:揭示阿尔茨海默病中大脑突触退化背后的关键机制 2021-09-05 19:00·生物谷 健康的成年人大脑被赋予了大量的突触,这些突触在神经细胞之间传递信号,以实现整个神经系统的通信.信息处理和存储.除了在大脑学习新信息或技能的动态时期," ... Science子刊:首次揭示严重抑郁症与肠道生态系统之间的作用机制 随着社会的不断发展,社会竞争的日益激烈,人们的心理压力逐渐增大,抑郁症发病率也逐年上升.据世卫组织估计,目前全世界患抑郁症的人数约为1-2亿人,到2022年抑郁障碍将成为发展中国家最严重的疾病负担,重 ... Science子刊:揭示高盐饮食协助肠道菌群对抗癌症机制 一项新的研究指出在小鼠中,高盐的饮食能抑制肿瘤的生长--但只有当肠道微生物刺激免疫细胞时,才会抑制肿瘤.这些发现提出了关于饮食和肠道微生物在人类癌症中的作用的诱人问题,并可能提出了开发新疗法的新途径. ... 盐要涨价了!Science子刊揭示:高盐饮食或可诱导有效的肿瘤免疫! 高盐饮食是指每天食用食盐超过6g的饮食.一直以来,在我们的认知当中,这种饮食方式似乎是百害而无一利的,在日常饮食中尽量做到少盐.以往的一些研究也发现高盐饮食与高血压.心脏病以及脑出血的发生有很大关系, ...