科學家發現阿基里斯腱疼痛和網球肘背後的隱藏原因

「肌腱主要容易受到過度使用的影響，」蘇黎世聯邦理工學院和蘇黎世巴爾格里斯特大學醫院的骨科生物力學教授 Jess Snedeker 解釋道。 “它們必須承受強大的負載，將我們所有的肌肉力量集中在相對較薄的肌腱上，將這些力量傳遞給我們骨骼的運動。”

醫生將這些疾病稱為肌腱病變。這是骨科專家治療的最常見問題之一，但有效的治療方法仍然有限。物理治療可以緩解症狀，但在許多嚴重的情況下只能提供有限的改善。因此，研究人員一直在尋求更清楚地了解肌腱疾病的原因，希望能發展出更好的治療方法。

HIF1 蛋白已被確定為分子原因

由斯內德克和蘇黎世聯邦理工學院運動與健康教授卡特琳·德博克領導的研究小組發現了這個難題的關鍵部分。他們發現一種名為 HIF1 的蛋白質是肌腱疾病的關鍵驅動因素。 HIF1 的一部分充當轉錄因子，這意味著它調節細胞內某些基因的活性。

先前的研究發現，受損肌腱中的 HIF1 蛋白質水平升高，但科學家們並不知道該蛋白是否僅與疾病相關，還是直接導致疾病。透過小鼠實驗和人類肌腱組織研究，研究小組證明 HIF1 不僅在疾病期間存在，而且還會主動刺激疾病。

實驗顯示與肌腱損傷有直接聯繫

在小鼠研究中，研究人員要麼讓 HIF1 永久開啟，要麼完全關閉。即使沒有過度的壓力，HIF1 持續活化的小鼠也會患上肌腱疾病。相較之下，肌腱組織中 HIF1 活性失活的小鼠即使在肌腱超負荷時也不會出現肌腱疾病。

研究團隊也研究了醫院肌腱手術期間收集的人類肌腱細胞。在人類和小鼠組織樣本中，較高的 HIF1 水準會導致肌腱發生有害的結構變化。具體來說，膠原纖維內形成更多的交聯，為肌腱提供強度和結構。

「這使得肌腱更加脆弱，並損害其機械功能，」德博克和斯內德克小組的博士生、該研究的主要作者 Greta Moschini 解釋道。研究人員也觀察到肌腱組織中血管和神經的生長增加。 「這可能是肌腱病常見疼痛的解釋，」莫斯基尼說。

為什麼早期治療很重要

「我們的研究不僅提供了關於這種疾病如何發展的新見解，而且還表明儘早治療肌腱問題很重要，」斯內德克說。它特別強調了年輕運動員，因為他們經常患有肌腱病，而他們的病情可能仍然可以控制。

隨著時間的推移，HIF1 相關的損害會累積並最終成為永久性的。 「然而，隨著時間的推移，HIF1對肌腱組織造成的損傷會累積並變得不可逆轉。之後，物理治療不再有幫助，目前唯一的治療方法是透過手術切除患病的肌腱。”

尋找有針對性的肌腱治療方法

既然 HIF1 已被確定為肌腱疾病的分子驅動因素，那麼一個明顯的問題就出現了。能否開發出抑制 HIF1 並預防或逆轉肌腱病變的藥物？

德博克認為，答案很複雜。 HIF1 透過感知低氧水平（缺氧）並刺激正常的適應性反應，在整個身體中發揮重要作用。 「關閉整個身體的 HIF1 可能會導致副作用，」她說。

一種可能性是找到僅在肌腱組織中降低 HIF1 活性的方法。然而，De Bock 認為，一個有前途的策略可能是更詳細地研究 HIF1 周圍的生物過程。透過識別受 HIF1 影響或控制的其他分子，研究人員可能會發現更安全、更精確的肌腱病治療標靶。這項研究目前正在進行中。