阻断MMP-13可减少机械损伤关节的结构变化
上图:三色染色切片的组织学图像显示阻断MMP-13保护软骨结构和组成
下图:矿化组织的显微计算机断层成像显示，抑制MMP-13可减少机械损伤关节中的非自然矿化和骨刺
红色箭头和#符号表示骨刺和关节中非自然软组织矿化
PTOA =创伤后骨关节炎诱导，siMMP13 =沉默抗基质金属蛋白酶-13的核糖核酸，不发射=不治疗
信用:肖恩·贝丁菲尔德 创伤后骨关节炎——由关节中缓冲骨末端的退化软骨引起——发生在关节损伤之后
由于知道PTOA会导致骨关节炎在受伤后更早发作和更快进展，包括科尼利尔斯·范德比尔特工程教授克雷格·杜瓦尔在内的研究人员着手开发一种预防PTOA起始和进展的药物
蛋白质编码基因MMP13负责降解软骨，但研究人员尚未开发出一种不会产生副作用的抑制方法
杜瓦尔和他的研究团队，包括前研究生肖恩·贝丁菲尔德和现任研究生胡安·科拉索，通过开发被称为siRNAs的短干扰核糖核酸药物，克服了这一挑战
同样是生物医学工程教授的杜瓦尔说:“通过使用一种基于siRNA的方法，我们正在瞄准mRNA，它是基因组DNA和被制造的功能性蛋白质之间的中间体。”
“因为每个基因序列都是唯一的，所以使用这类药物更容易选择性地靶向和阻断特定蛋白质的翻译
我们选择利用这种治疗策略，通过直接在受伤的关节内进行局部注射来对抗基质金属蛋白酶13
" 该团队开发了一种载有基质金属蛋白酶13 siRNA的纳米颗粒，它只与受关节损伤影响的受损软骨结合
杜瓦尔说，这种靶向纳米颗粒在局部注射时，在关节中停留的时间更长，以更好地对抗早期软骨损伤
这种靶向方法还有助于进一步减少身体其他部位潜在的不良反应
在后续文章中对这项工作进行了扩展，该小组使用纳米粒子“包”在治疗后的一段时间内可持续地将siRNA传递给关节中的细胞
使用这种技术，一次注射至少持续一个月，减少了软骨损失和骨刺——众所周知，骨刺是导致严重关节疼痛的主要原因，最终导致患者寻求完全的关节置换
PTOA导致的损伤在年轻运动员和军人中最为常见，在美国，超过25%的45岁以上的人患有骨关节炎
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杜瓦尔说，目前的治疗方法，如皮质类固醇关节注射，可以治疗短期疼痛，但当用作持续治疗时，可能会加重软骨损失
杜瓦尔说:“与目前的临床标准——类固醇——进行的直接比较表明，与类固醇注射相比，靶向纳米颗粒沉默基质金属蛋白酶13对减少关节退化有显著效果。”
“这表明这种方法有潜力被开发为第一种临床上可用的疾病改善骨关节炎药物
" 除了生活质量的损失，这种新疗法还有机会减少受疾病影响的人的医疗保健相关费用
杜瓦尔说:“我们希望继续探索更简单、生产规模更大、持续时间更长的生物粘附纳米粒子。”
“我们还希望在更大的模型中展示安全性和有效性，作为在患者中长期应用MMP13 siRNA疗法的垫脚石
" 文章“通过纳米颗粒库将小干扰核糖核酸递送至受损软骨改善创伤后骨关节炎”发表在《自然生物医学工程》杂志上
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