Открытие противоречит широко распространенному мнению о том, что смазанные суставы, обеспечивающие подвижность, — так называемые синовиальные суставы, — появились, когда позвоночные животные вышли на сушу. Например, в коленях и бедрах человека есть синовиальные суставы, которые очень подвержены остеоартриту.
У Pixar Dory, рыбок данио и других рыб с лучевыми плавниками синовиальные суставы могут скрипеть. Таким образом, эти рыбы подвержены артриту.«Разработка первой модели артрита у рыбок данио — новой модели регенерации для медицинских исследований — открывает принципиально новые подходы к поиску лекарства от артрита», — сказал Гейдж Крамп, старший автор и доцент кафедры биологии стволовых клеток и регенеративной медицины. в Медицинской школе Кека при Университете Южной Калифорнии. «В то время как артрит является основной причиной инвалидности в Соединенных Штатах, не существует лечения, кроме замены искусственного сустава. Наши исследования дают новую надежду на поиск биологического лекарства».
Амджад Аскари и Джоанна Смитон из лаборатории Крампа обнаружили, что некоторые суставы челюсти и плавников рыбок данио имеют особенности, напоминающие синовиальные суставы млекопитающих. Сходство имеет смысл, потому что водонепроницаемость создает значительную нагрузку на суставы. Исследование будет опубликовано в журнале eLife 19 июля.
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, артрит поражает более 52 миллионов человек или около 23 процентов взрослого населения. К 2040 году стареющие бэби-бумеры увеличат это число до 78 миллионов — или примерно 26 процентов взрослого населения.Как данио похожи на насЧетырехногие костные позвоночные, такие как люди, произошли от рыб с лопастными плавниками.
Однако хорошей лабораторной модели для этой группы не существует, поэтому вместо этого исследователи сосредоточили свое исследование на рыбках данио, представителях более эволюционно далеких рыб с лучевыми плавниками.Используя компьютерную томографию и генетические инструменты, ученые отметили, что две другие рыбы с лучевыми плавниками — трехиглая колюшка и пятнистая щука — также имеют синовиальные суставы, которые производят белок, очень похожий на то, что смазывает суставы у людей.
Он метко назван Лубрицин.Предыдущие исследования показали, что у людей и мышей, лишенных лубрицина, суставы плохо смазываются, и у них рано развивается артрит. Аскари, Смитон и их коллеги обнаружили, что удаление гена Lubricin из генома рыбок данио вызывает такое же раннее начало артрита в их челюстях и плавниках.Учитывая, что рыбы и люди разошлись сотни миллионов лет назад, когда впервые появились костные позвоночные, это сходство в восприимчивости к артриту показывает, что синовиальные суставы по крайней мере такие же древние, как и сама кость.
«Создание первой генетической модели остеоартрита у рыбы — захватывающее дело», — сказал Крамп. «Забегая вперед, будет интересно узнать, может ли рыба данио, которая хорошо известна своими регенеративными способностями, естественным образом восстанавливать поврежденные суставы».