卓越學科領域

老齡性骨骼系統退化及再生策略

老齡性骨骼系統退化及再生策略

撥款

  • 7,068萬港元

暫定研究時限

  • 2021年至2029年

統籌院校

  • 香港中文大學(秦嶺教授)

全球老齡化問題日趨嚴重,而這一問題在香港尤為突出。據預測,2064 年香港的老齡化人口將從2014年的15%增至36%。目前,香港男性和女性壽命均居世界首位。年齡相關的骨質疏鬆症和骨折的發生率很高,全世界每三秒鐘就會發生一宗骨質疏鬆性骨折。其較高的死亡率給患者,家庭和社會帶來了巨大的經濟負擔。雖然目前關於衰老已有廣泛的研究,但仍迫切需要開展系統性的多學科研究,以針對性地促進骨骼代謝紊亂性和退行性損傷情況下的骨骼再生。具生物活性和生物可降解性植入材料可在提供臨時固定的同時,刺激骨骼再生,因而具有巨大的臨床應用潛力。我們近期的研究發現生物可降解鎂金屬(Mg)具備獨特的生物力學性能和生物學功能(Zhang Y. et al., Nat Med, 2016[1]),即通過降解釋放的鎂離子刺激骨膜中的感覺神經末梢,從而上調和釋放背根神經節中的降鈣素基因相關肽(CGRP)促進成骨。我們進一步地闡明CGRP可促進骨膜源性幹細胞向成骨細胞分化,從而加強骨質疏鬆性骨折的癒合,意味著鎂金屬是促進老年人骨骼再生的極佳生物可降解金屬材料(Zheng YF, Qin L, Yang K, 2016, Monograph: Biodegradable Metals[2], and Wang JL et al. Advanced Science, 2020[3])。此外,局部的鹼性環境和氫氣還可通過調節局部炎症,減少氧化應激和延緩細胞衰老來促進新骨形成。然而,其深層次的作用機制還有待進一步研究。本次卓越學科領域(AoE)項目是前期優配研究金/創新及科技基金/協作研究金/主題研究計劃資助項目的延續,我們的多學科研究團隊還將運用先進的生物技術(如高通量單細胞測序等)解決上述的科學問題,同時推動創新型生物可降解植入物的研發,並進入多中心臨床試驗和III類醫療產品註冊,進而實現和拓寬其臨床應用。我們團隊將努力尋求針對難治性肌肉骨骼疾病的新型治療手段實現臨床轉化,從而減輕老齡化社會帶來的醫療和經濟負擔。

主要參考文獻*通訊作者)

  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. 鄭玉峰,秦嶺,楊柯. 2016. 可降解金屬. 科學出版社, 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.
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