卓越学科领域

老龄性骨骼系统退化及再生策略

老龄性骨骼系统退化及再生策略

拨款

  • 7,068万港元

暂定研究时限

  • 2021年至2029年

统筹院校

  • 香港中文大学(秦岭教授)

全球老龄化问题日趋严重,而这一问题在香港尤为突出。据预测,2064 年香港的老龄化人口将从2014年的15%增至36%。目前,香港男性和女性寿命均居世界首位。年龄相关的骨质疏松症和骨折的发生率很高,全世界每三秒钟就会发生一宗骨质疏松性骨折。其较高的死亡率给患者,家庭和社会带来了巨大的经济负担。虽然目前关于衰老已有广泛的研究,但仍迫切需要开展系统性的多学科研究,以针对性地促进骨骼代谢紊乱性和退行性损伤情况下的骨骼再生。具生物活性和生物可降解性植入材料可在提供临时固定的同时,刺激骨骼再生,因而具有巨大的临床应用潜力。我们近期的研究发现生物可降解镁金属(Mg)具备独特的生物力学性能和生物学功能(Zhang Y. et al., Nat Med, 2016[1]),即通过降解释放的镁离子刺激骨膜中的感觉神经末梢,从而上调和释放背根神经节中的降钙素基因相关肽(CGRP)促进成骨。我们进一步地阐明CGRP可促进骨膜源性干细胞向成骨细胞分化,从而加强骨质疏松性骨折的愈合,意味着镁金属是促进老年人骨骼再生的极佳生物可降解金属材料(Zheng YF, Qin L, Yang K, 2016, Monograph: Biodegradable Metals[2], and Wang JL et al. Advanced Science, 2020[3])。此外,局部的碱性环境和氢气还可通过调节局部炎症,减少氧化应激和延缓细胞衰老来促进新骨形成。然而,其深层次的作用机制还有待进一步研究。本次卓越学科领域(AoE)项目是前期优配研究金/创新及科技基金/协作研究金/主题研究计划资助项目的延续,我们的多学科研究团队还将运用先进的生物技术(如高通量单细胞测序等)解决上述的科学问题,同时推动创新型生物可降解植入物的研发,并进入多中心临床试验和III类医疗产品注册,进而实现和拓宽其临床应用。我们团队将努力寻求针对难治性肌肉骨骼疾病的新型治疗手段实现临床转化,从而减轻老龄化社会带来的医疗和经济负担。

主要参考文献*通讯作者)

  1. Zhang Y, Xu JK, Ruan YC, Yu MK, O'Laughlin M, Wise H, Chen D, Tian L, Shi D, Wang JL, Chen S, Feng JQ, Chow DH, Xie X, Zheng L, Huang L, Huang S, Leung K, Lu N, Zhao L, Li H, Zhao D, Guo X, Chan K, Witte F, Chan HC, Zheng Y*, Qin L*. Implant-derived magnesium induces local neuronal production of CGRP to improve bone fracture healing in rats. Nat Med 22: 1160-1169, 2016.
  2. 郑玉峰,秦岭,杨柯. 2016. 可降解金属. 科学出版社, 2016.
  3. Wang JL*, Xu JK, Hopkins C, Chow DH, Qin L*. Biodegradable Magnesium-Based Implants in Orthopedics-A General Review and Perspectives. Adv Sci (Weinh) 7(8): 1902443, 2020.