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我国科学家对骨质疏松症治疗实现关键技术突破

发布时间:2012-02-02 阅读:1380

 
1月30日,最新出版的国际著名学术期刊《自然-医学》杂志在线发表了香港中文大学矫形外科及创伤学系张戈教授团队、北京军事医学科学院蛋白质组学国家重点实验室张令强研究员团队、中国科学院深圳先进技术研究院转化医学中心秦岭教授团队以及香港浸会大学中医药学院杨智钧教授团队在骨质疏松症预防治疗研究方面历时3年携手刻苦攻关,取得的世界级突破性成果。他们合作研制成功一种能够特异性携带任何具有成骨潜能的小核酸到达骨形成部位的靶向递送系统,经过动物实验证实,这种递送系统能够高效而安全地促进携带的成骨小核酸逆转骨质疏松,为骨质疏松治疗的应用基础研究与核酸药物研发提供了坚实基础。

众所周知,我国是世界人口大国,老年人口数量居于全球首位。2010年,60岁及以上人口达到1.67亿,依据国际标准,已经步入老龄化社会。按现在的发展趋势,2020年中国50岁以上人口将会高达4.69亿。骨质疏松症是一种年龄相关性疾病,人口老龄化程度越高,患病人数越多。2008年发布的统计数据显示,我国有6944万人患有骨质疏松症,此外,还有约2.1亿人骨量偏低。庞大的患者队伍和风险人群不仅给个人、家庭、政府造成严重的经济负担,也由此产生了相应的社会问题。

据悉,成年人在骨发育成熟以后,通过骨吸收与骨形成两个相互关联的过程来维持骨的新陈代谢。随着人体衰老,骨形成能力下降,不能够弥补被吸收的骨,造成骨丢失,出现骨质疏松以及骨折并发症。现有的骨质疏松治疗药物主要是通过抑制骨吸收来延缓骨丢失,但已经流失的骨量却无法补回。目前唯一公认的通过促进新骨生成来恢复骨量的治疗药物,在长期使用后可能会导致骨吸收增加的风险。因而科学家们近年来致力于开发能够刺激新骨生成而又不刺激骨吸收的新药,以达到治疗甚至逆转骨质疏松症进程。

军事医学科学院研究人员此前通过基因敲除技术发现了一种全新的骨形成负调控基因CKIP-1,在小鼠体内去除该基因,可有效促进骨形成,研究成果发表于2008年第5期的《自然-细胞生物学》杂志。为了进一步转化这个科学发现,香港中文大学的研究人员通过设计一种特殊的核酸递送系统,将核酸分子精确的输送到成骨细胞。他们应用成骨细胞主动向骨形成部位募集的特性以及骨形成部位独特的晶体特性(低结晶化),筛选获得了一种能够与低结晶矿盐特异性结合的多肽序列,将之作为递送系统的靶头来实现小核酸向成骨细胞的靶向递送。此前,世界上还没有一种能够特异性靶向成骨细胞的核酸递送系统。

在历时3年多的联合攻关过程中,也形成了一支由港、京、深三地科研人员组成的转化医学团队。其中,北京军事医学科学院首先提供了分子技术支持,香港中文大学与深圳先进技术研究院共同提供了递送系统设计理念以及靶向递送在细胞-组织-器官-整体水平验证的支持,香港浸会大学则提供了递送系统组件的化学合成与连接装配的支持。这支联合研究团队利用该系统携带能够抑制CKIP-1基因的小核酸(siRNA)输送到骨质疏松大鼠体内,实验结果表明大鼠骨量明显上升、骨形成速度加快、骨微结构得到明显改善。这项研究成果提供了一种基于促进骨形成的全新的骨质疏松治疗途径,向解决骨质疏松治疗中已流失的骨量无法补回的医学难题迈出了坚实的一步。

军事医学科学院院长、蛋白质组学国家重点实验室主任、中国科学院院士贺福初告诉记者,这是该重点实验室继2011年张学敏院士课题组之后发表的第二篇《自然-医学》论文,它不仅是一项典型的跨地合作研究,同时也是一个典型的转化医学研究。香港中文大学、深圳先进技术研究院、香港浸会大学以及军事医学科学院等港、深、京三地的科研人员强强联手、联合攻关,分别从实验医学、合成生物学、生物高技术等学科方向开展交叉、合作、转化研究,取得了显著成效,可谓是优势互补、相得益彰。这项成果的完成,内地与香港谁也离不开谁,“CKIP-1干扰核酸”可以比喻为“导弹”,它对骨形成抑制基因CKIP-1具有特异而有效的杀伤效果,能够治疗骨质疏松;“靶向递送系统〔(DSS)6多肽和脂质体融合系统〕”就像“制导系统”,它可以实现对骨组织的“精确打击”,而不会影响其它组织器官。

军事医学科学院政委高福锁介绍说,贺福初院士领衔的蛋白质组学国家重点实验室一直以来都很重视转化医学的研究,并且在一以贯之地推进基础医学成果的转化,蛋白质组学的基础研究已经揭示了大量潜在的生物标志物与关键功能蛋白,正在从技术层面积极向应用转化,目前已授权相关专利19项,获得软件著作权16项。当前我国正在推动载人航天技术的发展,“神八”飞船与“天宫一号”对接已经完成,空间站建设已在紧锣密鼓的进行。国际上已有的经验表明,航天员在外太空的长期驻留必然会引起骨丢失,但其防治为世纪性难题。这项研究成果对于开展航天员骨丢失的医学防护以及救治也很可能具有重要意义,值得关注。

(沈基飞)

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