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软骨病理性钙化是人体骨关节炎（OA）的重要事件，但目前对其在OA发展进程中的物质科学机制仍不清楚。近日，浙江大学科研团队在《Annals of the Rheumatic Diseases》发表了题为“Stage-specific and location-specific cartilage calcification in osteoarthritis development”的论文，首次从物质分子组装、微纳结构及微观力学等多学科角度探索OA发展中“自上而下”和“自下而上”的双向软骨钙化病理机制。
研究人员发现在OA非常早期就发生了双向软骨病理性钙化。“自上而下”钙化始于软骨表面损伤处及纤维化区域，形成球形纳米颗粒渐进式侵入深层软骨；“自下而上”钙化是从骨软骨交界处形成“骨-软骨-钙化软骨”的三明治特征结构，跳跃式侵入上层软骨。随着OA的发展，三明治钙化结构融合，钙化软骨区域增厚。与正常样本相比，OA早期钙化软骨的晶体结晶性增加，力学提高，而OA晚期的钙化软骨呈现完全相反的趋势。这种差异可能归因于钙化软骨处由肥大软骨细胞调控的不同晶体成核方式，OA早期为基质囊泡成核，OA晚期为碳酸盐成核。
基于OA发展过程中的双向软骨钙化机制，未来可以开发预防病理性钙化的针对性疗法。对于关节表面“自上而下”的钙化，可以开发通过抑制软骨细胞的转分化和降低关节腔内滑液中钙离子和磷酸根离子的浓度来防止晶体的早期形成及生长。对于钙化软骨处“自下而上”的软骨钙化，需要设计调控细胞代谢活动的治疗策略。
总之，本研究从物质科学角度完善了目前对OA病理发展机制的理解，探索了人体膝关节OA发展过程中具有位置和阶段特异性的双向软骨钙化病理特征，探讨了其对OA发展的病理作用，为潜在的靶向治疗策略提供新方向。
论文链接：
http://dx.doi.org/10.1136/ard-2022-222944
注：此研究成果摘自《Annals of the Rheumatic Diseases》杂志，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。
