編按：【2026 醫學重大發現】因老化或關節炎而流失的軟骨，真的能長回來？史丹佛大學科學家最新發表於《科學》期刊的研究揭密，透過「老化酶抑制劑」的藥物，能夠改善或逆轉老年小鼠膝關節軟骨的自然流失。這項技術已在小鼠實驗中，成功讓老年小鼠原本因老化而變薄的軟骨重新增厚，為全球患者帶來免開刀的再生曙光。
2026 年 1 月底世界級名校，美國加州史丹佛大學官方網站公布，該校 2 位傑出的女科學家，醫學院骨科布塔尼教授（Nidhi Bhutani）和幹細胞生物學家布勞教授（Helen M. Blau）共同發現，透過「老化酶抑制劑」的藥物，能夠改善或逆轉老年小鼠膝關節軟骨的自然流失。
同樣的治療方式，也能防止在類似前十字韌帶（Anterior Cruciate Ligament；ACL）撕裂的膝關節損傷後發展成關節炎，這類損傷在運動員與一般運動愛好者中相當常見。另外，第一代口服形式的老化酶「抑制劑」（MF-300）目前也已經進入臨床試驗，用於治療與年齡相關的肌肉無力。
若將來在臨床試驗也證明確實有效，那麼因老化或關節炎而流失的軟骨，就可能有機會透過口服藥物或局部注射來促進修復，進而減少患者對關節置換手術的需求，相關研究成果已經發表在《科學》的國際頂尖期刊上。
什麼是骨關節炎？
骨關節炎（Osteoarthritis，俗稱關節退化）是一種最常見的慢性關節疾病，主要因為關節軟骨逐漸磨損、變薄甚至消失，導致骨頭彼此摩擦，引發疼痛、僵硬與活動受限。最主要發生的原因是年齡增長，其它像是過度使用、肥胖、關節外傷或先天關節結構異常等，都是危險因子。
影響約 1／5 的美國成年人，每年造成 650 億美元的直接醫療支出。目前無法根治，但可以控制，治療首要目標是止痛、維持功能和延緩惡化，最終手段才是人工關節置換。醫學界尚無任何獲准的藥物能夠讓軟骨再生，史丹佛這項新的方法將可能為骨關節炎治療帶來新的典範。
研究主角——「15-PGDH」
被研究者稱為「老化相關酶」的 15-PGDH，英文全名為 15-Hydroxyprostaglandin Dehydrogenase，簡稱 15-PGDH。
由於前列腺素E2對細胞再生與修復至關重要，而 15-PGDH 正是分解前列腺素E2的酵素，在研究團隊詳細比較年輕與老年小鼠後，發現老年小鼠的15-PGDH水準約為年輕小鼠的 2 倍，且 15-PGDH 水準升高與小鼠年齡相關的肌力下降有關。
利用Markowitz／Gerson團隊（2015, Science）開發出的新一代「老化酶抑制劑」—— SW033291，能夠更專一性的抑制此酵素，在可能有利於修復，且未造成明顯發炎的範圍內，於是可以促進軟骨再生。
在多數組織中，修復的過程中均需仰賴幹細胞的活化與分化，但軟骨卻似乎不同，史丹佛研究顯示，軟骨細胞可以改變自身的基因表現模式，回復到較年輕時的狀態，且未觀察到幹細胞參與其中。
圖／實驗顯示經「老化酶抑制劑」治療後，退化的人類軟骨呈現出向功能性透明軟骨轉變的修復或再生相關特徵。僅為情境配圖，取自Pexels by Zakir Rushanly
小鼠關節軟骨再生現象，令科學家驚訝
人體的軟骨主要有下列 3 種：
彈性軟骨：柔軟有彈性，如外耳。
纖維軟骨：堅韌耐壓，如脊椎間盤。
透明軟骨（玻璃軟骨）：表面光滑，讓髖、膝、肩、踝等關節低摩擦運動，也是骨關節炎最常受損的類型。
在正常情況下，關節透明軟骨的再生能力極低。雖然科學家在骨骼內發現了可以形成軟骨的幹細胞，但在透明軟骨內則尚未成功鑑定出類似細胞。
研究人員將「老化酶抑制劑」（SW033291），透過 2 種給藥方式來治療老年小鼠，一為腹腔注射，另一為關節腔注射，2 種方式都可以使原本因老化而變薄的軟骨重新增厚，且進一步檢測證實，這些新生組織為透明軟骨，而非功能較差的纖維軟骨。
人類軟骨樣本也呈現再生相關變化
除了動物實驗外，史丹佛也試驗取材自膝關節置換手術後，本來要丟棄的人類軟骨，保留原本的三維結構與機械性質，直徑4 mm，厚度 2 - 4 mm，圓柱狀樣本，其內同時包含支撐關節的細胞外基質，以及負責生成軟骨的軟骨細胞（chondrocytes）。
經「老化酶抑制劑」治療一週後，濃度 10 μM，每 2 天更換一次培養液與藥物，樣本中 15-PGDH 的水準減少，顯示該老化酶活性下降，另外與軟骨分解與纖維化相關的基因表現減少，同時軟骨細胞開始重新合成富含醣胺聚醣的細胞外基質，並且組織硬度明顯提升，顯示經「老化酶抑制劑」治療後，退化的人類軟骨呈現出向功能性透明軟骨轉變的修復或再生相關特徵。
預防類似ACL損傷後的關節炎
研究團隊進一步在遭受類似 ACL撕裂的膝關節損傷小鼠中也觀察到再生效果。這類損傷通常發生於急停、轉向或跳躍運動中，即使接受了手術治療，仍約有一半患者在 15 年內會發展成骨關節炎。
在受傷一週後開始注射藥物，連續 4 週，「老化酶抑制劑」的濃度為 0.15 mM，注射體積在不造成關節囊破裂或回流的前提下，可接受的安全範圍為 7 - 10 μL，每週 2 次注射。
結果顯示，治療組小鼠的骨關節炎病理評分，包括最大損傷分數和全關節累積分數，均大幅度降低，顯示骨關節炎的病理嚴重程度與進展顯著降低。另一方面，對照組小鼠的 15-PGDH 水準是未受傷小鼠的 2 倍，並在 4 週內發展出關節炎。當然，接受治療的小鼠行走更自然，也更願意將體重放在受傷的腿上。
為何無需幹細胞，軟骨細胞就可以再生？
深入分析後發現，老年小鼠經「老化酶抑制劑」治療後，發炎基因表現減少，骨化基因表現減少，以及，軟骨生成相關基因表現增加，因此，軟骨整體回復至較年輕的狀態，而不涉及幹細胞。
- 產生 15-PGDH 並表現軟骨分解基因的細胞族群：由 8% 降至 3%
- 與纖維軟骨形成相關的族群：由 16% 降至 8%
- 不產生 15-PGDH、並表現透明軟骨生成與細胞外基質維持基因的族群：由 22% 升至 42%
未來邁向人體臨床試驗
現階段，針對肌肉無力的「老化酶抑制劑」（MF-300）第一期臨床試驗已經證實其在健康志願者中是安全且具活性的。由於這些發現仍屬動物與體外研究階段，因此布勞教授希望能夠盡快開展新一代藥物 SW033291 的臨床試驗，測試其在人身上對關節透明軟骨的再生效果。
參考文獻:
（本文作者為潘懷宗博士／藥理學教授）
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