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近日,我院运动医学科刘瑞宇教授团队在骨与软骨研究领域国际顶级期刊《Osteoarthritis and Cartilage》(中科院一区TOP,IF= 9.0)上在线发表了题为“GDF10 Attenuates Chondral Fibrosis and Cartilage Degeneration in Osteonecrosis of the Femoral Head: Insight into Underlying Regulatory Mechanisms”的原创研究论文(全文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42176880/)。该研究首次揭示了生长分化因子10(Growth Differentiation Factor 10,GDF10)在股骨头坏死相关软骨退变中的关键保护作用及其分子调控机制,为早期股骨头坏死的保髋治疗提供了全新的干预靶点。

研究团队通过整合转录组与蛋白组学分析,系统描绘了股骨头坏死相关软骨退变的分子病理图谱,发现病变软骨呈现典型的纤维化细胞外基质表型,并识别出生长分化因子10作为显著下调的关键分子。进一步结合组织病理学、超微结构分析与微尺度生物力学测定,研究证实股骨头坏死软骨退变的核心病理特征在于:透明软骨稳态修复能力受损,同时伴随修复性纤维基质合成过程的异常亢进,导致软骨结构紊乱与力学性能恶化。在细胞层面,团队利用功能缺失与功能获得模型证实,GDF10是维持软骨细胞透明表型的关键调控因子,GDF10缺失可诱导软骨细胞去分化及纤维化重构,而过表达则恢复透明软骨特征。通过单层培养与三维Pellet培养模型,机制研究表明,GDF10在TGF-β/BMP超家族中扮演关键信号调节器角色,通过精细调控相互拮抗的SMAD信号通路(促进保护性SMAD1/5/8磷酸化,抑制促纤维化SMAD2/3活化)来维持软骨细胞表型稳态。上述信号逻辑通过特异性药理抑制剂得到因果验证,进一步确立了GDF10‑SMAD轴在股骨头坏死中的关键调控地位。该研究首次揭示了GDF10-SMAD信号轴作为股骨头坏死软骨退变的关键调控网络,为早期股骨头坏死保髋治疗提供了全新的干预靶点。
骨坏死软骨退变直接决定着保髋治疗的成败,相关机制与干预策略研究具备重要临床价值。我院骨科中心深耕股骨头坏死领域多年,拥有深厚的研究积淀与全国领先的学术地位,是国内最早系统开展股骨头坏死保髋治疗与基础研究的团队之一,股骨头坏死诊疗与研究也是科室传统优势方向。本项研究在党晓谦教授、时志斌教授的悉心指导与大力支持下完成。刘瑞宇教授团队长期专注于股骨头坏死的相关研究,自2016年起持续聚焦股骨头坏死关节软骨退变的临床与基础探索,始终围绕临床难题发力,着力阐明软骨退变的关键分子靶点与调控网络,积极探索从单纯“保骨”转向“保骨+护软骨”协同开展的精准保髋新思路。团队多项成果陆续刊发于《Arthritis Res Ther》《Bone》《Int J Biol Macromol》《Osteoarthritis and Cartilage》《CalcifTissue Int》《Inflammation》等国际权威期刊,逐步搭建起基础研究与临床应用相结合的研究体系。未来,团队将继续深耕股骨头坏死软骨退变领域,持续推进科研成果临床转化,为攻克相关临床难题、优化诊疗方案不断努力。
本研究得到陕西省卫健委关节软骨与肌腱退变机制及修复创新团队项目支持。论文的第一作者为我院博士研究生朱应康,通讯作者为我院骨科中心运动医学科刘瑞宇教授。《Osteoarthritis and Cartilage》是国际骨关节炎研究会(OARSI)的官方期刊,是骨关节炎研究领域的顶级期刊之一。这篇文章是刘瑞宇教授团队在该期刊发表的第2篇文章。