揭开关节炎关键蛋白的神秘面纱

　　[AD340X300]

    [生物通讯]凯斯西部保留大学（Case Western Reserve University）的研究人员破译了聚合素（aggrecan）的三维结构。聚合素是一种被广泛研究的关节炎致病蛋白。这一发现使得科学家们距离开发出治疗、预防和缓解关节炎的药物和其它治疗方法又近了一步。

    聚合素由核心蛋白及糖胺多糖组成蛋白多糖（proteoglycans, PG）单体，再与透明质酸非共价结合，是软骨的主要结构成分之一。蛋白多糖是软骨细胞外基质（extracellular matr ix，ECM）的组成成分之一，与水一同作用使得软骨富有弹性，凯斯西部保留大学纳米尺度整形外科生物材料实验室的主任、生物医学工程助教Steven Eppell解释说。”我们的研究证明，聚合素在特定区域可以急剧弯曲，形成纽结，在其它部位更具柔韧性，这些纽结区域对骨关节炎(osteoarthritis)中一种降解软骨的酶更为敏感。

    骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是活动关节的一种慢性退行性疾病。以关节软骨胶原纤维断裂、蛋白多糖进行性耗损为特征。一般认为与衰老、创伤、炎症、肥胖、代谢障碍和遗传因素有关。

    Eppell 与凯斯西部保留大学生物医学工程系的研究生－－Brian A. Todd 和 Jayan Rammohan，在美国国家关节炎与肌骨研究研究院的资助下，借助大学心血管生物材料中心的原子力显微镜检查了该蛋白质的结构。经过复杂的图象处理过程，研究小组将聚合素绘制到到人类基因组中，发现图像中出现的纽结与骨关节炎中聚合素发生降解的部位一致。这一结果将聚合素的结构与其在疾病和健康身体中的功能联系起来。

    “查明组成人类蛋白组的30,000多种蛋白质的功能是当今人类基因组计划面临的一大挑战。”Eppell说。“研究人类蛋白，在显微镜下的三维世界中观察它们之间是如何相互作用的，是科学家进一步了解蛋白的遗传学特征与疾病之间的联系的捷径。开辟这条捷径就需要我们一一研究这些蛋白质，了解它们在机体内的三维世界中是如何相互作用的。

    根据美国国家卫生院公布的统计数字，骨关节炎是最常见的一类关节炎，由于是对于老年人。该病引起关节疼痛，限制了人的运动。当前还没有广为接受的可以解释骨关节炎发病机理的理论。

“我们正在积极探查软骨的生物学和机械特征与其分子结构的关联。”Eppell说。“最终，我们的目的是找到治疗、预防或缓解关节炎的药物设计新思路。”

生物通摘自Science daily