CN116829155A - 抑制前列腺素降解酶15-pgdh以改善关节结构和功能 - Google Patents

Abstract

本公开内容提供了通过向对象施用有效抑制所述对象中的15‑PGDH活性和/或降低所述对象中的15‑PGDH水平的量的15‑PGDH抑制剂来改善所述对象的关节组织的结构和/或功能的方法。本文所述的方法可用于治疗与老化、损伤、疾病、病症和/或病况相关的关节功能障碍和/或退化。

Description

抑制前列腺素降解酶15-PGDH以改善关节结构和功能

交叉引用

本申请要求2020年12月9日提交的第63/123,061号美国临时专利申请的优先权，所述美国临时专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文中。

关于在联邦赞助的研究和开发下进行的发明权益的声明

本发明是在美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)给予的合同AG020961的政府支持下完成的。政府享有本发明的某些权利。

背景

关节组织的功能障碍和/或退化可能对生活质量和正常功能具有显著的不利影响。关节组织功能障碍和/或退化可能是老化、损伤、疾病、病症、病况或其他不明原因的结果。例如，骨关节炎是关节的慢性疾病，其发病率正在增加并且是影响美国和世界范围内数百万人残疾的主要原因。然而，没有改善疾病的药物可用于治疗骨关节炎。骨关节炎和其他影响关节的病况可以以各种方式影响各种关节组织，导致负面影响，如活动性降低、疼痛、慢性疼痛等。

与骨关节炎一样，关节组织功能障碍和/或退化的治疗选择通常是有限的。因此，本领域仍然需要有效的策略来改善关节组织结构和/或功能，从而改善生活质量。除了其他优点之外，本公开内容提供了满足这种需要的方法。

简述

本公开内容提供了通过向对象施用有效抑制对象中15-羟基前列腺素脱氢酶(15-PGDH)活性和/或降低对象中15-PGDH水平的量的15-PGDH抑制剂，来改善对象的关节组织的结构和/或功能的方法。在一些实施方案中，方法包括改善对象的关节组织的结构。在一些实施方案中，方法包括改善对象的关节组织的功能。在一些实施方案中，施用增加对象的关节组织中前列腺素E₂(PGE2)和/或前列腺素D₂(PGD2)的水平。在一些实施方案中，关节组织中PGE2和/或PGD2的水平相对于施用15-PGDH抑制剂之前的关节组织增加。在一些实施方案中，关节组织中PGE2和/或PGD2的水平相对于施用15-PGDH抑制剂之前的关节组织增加(例如，增加至少约10％)。

在本文描述的方法的一些实施方案中，对象的关节组织显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物。在一些实施方案中，至少一种标志物选自：GAG染色减少、软骨厚度减小、纤维性颤动增加、软骨表面光滑度降低、骨组织密度降低、OARSI评分增加、sGAG水平降低、细胞增殖减少、所述对象的疼痛和/或疼痛相关行为增加、印度刺猬因子(Indianhedgehog)(Ihh)蛋白表达增加、分解代谢基因(例如，基质金属蛋白酶(MMP)-13、MMP-3、MMP-1、聚蛋白多糖酶(aggrecanase)、具有血小板反应蛋白基序4的解整合素和金属蛋白酶(ADAMTS4)、ADAMTS5、组织蛋白酶或以上的组合)表达增加、合成代谢软骨细胞基因(例如，Sox9、胶原II、Acan或以上的组合)表达减少、参与线粒体功能和代谢的基因表达减少、参与线粒体功能障碍和/或骨关节炎的基因表达增加、线粒体生物发生减少、线粒体水平降低、X型胶原水平增加、软骨细胞大小增加、软骨细胞球形度增加、细胞因子和/或趋化因子(例如，IL1、IL6、IL15、制瘤素M、肿瘤坏死因子或以上的组合)水平增加、炎性介质(例如，一氧化氮、活性氧物质、补体活化或以上的组合)水平增加、细胞衍生的和/或基质衍生的产物(例如，警报素如S100、纤连蛋白片段、透明质酸片段、胶原片段、蛋白聚糖片段、高迁移率族盒(high-mobility group box)或以上的组合)水平增加，以及以上的组合。在一些实施方案中，施用减少关节组织功能障碍和/或退化的至少一种标志物。在一些实施方案中，对象中的关节组织功能障碍和/或退化是老化的结果。在一些实施方案中，对象中的关节组织功能障碍和/或退化是损伤(例如，软骨损伤、关节损伤、创伤、前交叉韧带(ACL)撕裂、半月板撕裂、髋臼盂唇撕裂(hip labral tear)、肩袖损伤、颈椎病、脊柱骨折、髋部骨折、退行性脊椎滑脱、椎间盘滑出(slipped disc)、椎间盘突出(herniated disc)以及以上的组合)的结果。在一些实施方案中，对象中的关节组织功能障碍和/或退化是疾病、病症或病况(例如，骨关节炎、其他关节炎类型、骨质疏松症、类风湿性关节炎、幼年特发性关节炎、痛风、系统性红斑狼疮、血清阴性脊柱关节病、退行性椎间盘疾病、先天性软骨病症、骨病症以及以上的组合)的结果。在一些实施方案中，疾病、病症或病况是骨关节炎。

在本文所述方法的一些实施方案中，关节组织中PGE2和/或PGD2的水平增加至与不显示功能障碍和/或退化的至少一种标志的对象关节组织中存在的水平基本上类似的水平。在一些实施方案中，关节组织中PGE2和/或PGD2的水平增加至不显示功能障碍和/或退化的至少一种标志的对象关节组织中存在的水平的10％-200％内的水平。在一些实施方案中，关节组织选自软骨、滑膜、骨、骨髓、韧带、腱、囊、半月板以及以上的组合。

在本文所述方法的一些实施方案中，关节组织的结构和/或功能相对于施用15-PGDH抑制剂之前的关节组织得到改善。在一些实施方案中，方法导致GAG染色增加、软骨厚度增加、纤维性颤动减少、软骨表面光滑度增加、骨组织密度增加、OARSI评分降低、sGAG水平增加、细胞增殖增加、所述对象的疼痛和/或疼痛相关行为减少、印度刺猬因子(Ihh)蛋白表达减少、分解代谢基因(例如，MMP-13、MMP-3、MMP-1、聚蛋白多糖酶、ADAMTS4、ADAMTS5、组织蛋白酶或以上的组合)表达减少、合成代谢软骨细胞基因(例如，Sox9、胶原II、Acan或以上的组合)表达增加、参与线粒体功能和代谢的基因表达增加、参与线粒体功能障碍和/或骨关节炎的基因表达降低、线粒体生物发生增加、线粒体水平增加、X型胶原水平降低、软骨细胞大小减小、软骨细胞球形度降低、细胞因子和/或趋化因子(例如，IL1、IL6、IL15、制瘤素M、肿瘤坏死因子或以上的组合)水平降低、炎性介质(例如，一氧化氮、活性氧物质、补体活化或以上的组合)水平降低、细胞衍生的和/或基质衍生的产物(例如，警报素如S100、纤连蛋白片段、透明质酸片段、胶原片段、蛋白聚糖片段、高迁移率族盒或以上的组合)水平降低，或者以上的任意组合。

在一些实施方案中，本文所述的方法导致关节组织中PGE2和/或PGD2代谢物的水平相对于施用15-PGDH抑制剂之前的关节组织中PGE2和/或PGD2代谢物的水平降低。在一些实施方案中，方法导致关节组织中PGE2和/或PGD2代谢物的水平与未显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平基本上类似。在一些实施方案中，PGE2和/或PGD2代谢物选自15-酮PGE2和13,14-二氢-15-酮PGE2。

在本文所述方法的一些实施方案中，15-PGDH抑制剂选自小分子化合物、阻断抗体、纳米抗体和肽。在一些实施方案中，15-PGDH抑制剂是SW033291。在一些实施方案中，15-PGDH抑制剂选自反义寡核苷酸、microRNA、siRNA和shRNA。

在本文所述方法的一些实施方案中，对象是人。在一些实施方案中，对象小于30岁。在一些实施方案中，对象为至少为30岁。在一些实施方案中，15-PGDH抑制剂降低或阻断15-PGDH表达。在一些实施方案中，15-PGDH抑制剂降低或阻断15-PGDH的酶活性。

从以下详细描述和附图中，本公开内容的其他目的、特征和优点对于本领域技术人员将是显而易见的。

附图的简要说明

图1显示了根据本公开内容的方面，利用小分子对15-PGDH进行的全身性抑制在老龄小鼠中再生软骨。上图面显示了在一个月时间内每天用媒介物或15-PGDH的小分子抑制剂SW0033291(SW)经腹膜内(i.p.)处理的24月龄小鼠中15-PGDH的全身性抑制的实验方案。一个月后评价小鼠。左下图面显示了在全身性媒介物(“老化VEH”)或SW处理(“老化SW”)后，老龄小鼠中膝关节的番红O(Saf O)/固绿染色的代表性图像。右下图面显示了基于OARSI评分系统的媒介物或SW处理的小鼠中的小鼠膝关节的最大评分(“MAX评分”)和高峰评分(summit score)。

图2显示了根据本公开内容的方面，通过关节内SW注射在膝盖中局部15-PGDH抑制减轻了成年小鼠中的创伤后骨关节炎(OA)。左上图面显示了用于在3月龄成年小鼠中诱导OA的胫骨负荷的实验方案。每周两次给予媒介物或SW的关节内注射，持续4周，并且在胫骨负荷后6周评价关节。右上图面显示了用媒介物或SW局部处理的OA膝关节的番红O(SafO)/固绿染色的代表性图像。左下图面显示了基于OARSI评分系统的媒介物或SW处理的小鼠中的小鼠膝关节的最大评分(“MAX评分”)和高峰评分。右下图面显示了从媒介物和SW处理组之间的48-plex Luminex测定获得的显著改变的细胞因子的倍数变化。应用Welch t检验进行统计学显著性，*表示P<0.05，***表示P<0.001，并且****表示P<0.0001。

图3显示了根据本公开内容的方面，15-PGDH抑制改变了多种途径以更新(rejuvenate)老龄小鼠中的软骨。热图描绘了在从用媒介物(“老化Veh”)或SW(“老化SW”)全身性处理的年轻小鼠(3个月)或年老小鼠(24个月)分离的软骨中，从RNA测序和分析鉴定的差异表达基因。

图4显示了根据本公开内容的方面，15-PGDH抑制加强老化软骨中的线粒体生物发生。上图面显示了未处理的年轻小鼠和用媒介物(“老化Veh”)或SW(“老化SW”)全身性处理的老龄小鼠中的小鼠关节的关节软骨中的软骨细胞的代表性TEM图像。对于每个小鼠类别，上图面显示了由下图面中的框标记的所有组中的线粒体的放大图像。比例尺＝2uM。下图面显示了使用Image J对上述类别中的每个细胞的线粒体进行定量。使用单因素ANOVA和随后的多重比较检验来确定统计学显著性。

图5显示了根据本公开内容的方面，人OA软骨外植体中的15-PGDH抑制诱导再生应答。左上图面显示了用媒介物(“对照”)或SW(10uM)处理7天的人OA软骨外植体(n>5)的番红O(SafO)/固绿染色的代表性图像。右上图面显示了在用媒介物(“CTRL”)或SW(10uM)处理的OA软骨外植体(n＝5)中，通过1,9-二甲基亚甲基蓝(DMMB)测定对硫酸化糖胺聚糖(sGAG)的定量。应用配对t检验来确定统计学显著性。下图面显示了来自3名用媒介物(“CTRL”)或SW处理的不同供体的OA软骨外植体的Ki-67染色的免疫荧光图像。

图6显示了根据本公开内容的方面，人OA软骨外植体中的15-PGDH抑制诱导再生应答。上图面显示了在媒介物和SW处理的组中，OA软骨外植体的Ki-67染色的强度分布定量。下图面显示了从来自3名不同OA患者的媒介物(“Veh”)和SW处理的OA外植体之间的80-plexLuminex测定获得的显著改变的细胞因子的倍数变化。应用Welch t检验来确定统计学显著性，*表示P<0.05，***表示P<0.001，并且****表示P<0.0001。

详述

1.引言

骨关节炎(OA)是关节的慢性疾病，其发病率正在增加，并且是影响美国和世界范围内数百万人残疾的主要原因(Litwic等人,2013,Br.Med.Bull.105:185-199)。没有可用的改善疾病的OA药物。关节软骨的老化和创伤以及关节中的慢性炎症是与OA相关的分子事件。OA的发展是多因素的，并且被认为是影响软骨、滑膜和骨的整个关节的疾病，并且除了遗传易感性外，这种疾病还受年龄、性别和代谢状态的影响。

前列腺素E2(PGE2)，也被称为地诺前列酮，已被用于各种临床环境，包括诱导女性分娩和增强造血干细胞移植。PGE2可用作抗凝血剂和抗血栓形成剂。PGE2作为可解决炎症的脂质介质的作用也是众所周知的。非甾体抗炎药(NSAID)、环氧合酶1(COX-1)和/或环氧合酶2(COX-2)的抑制剂，通过抑制前列腺素类，主要是经由PGE2生物合成来抑制炎症。前列腺素D2(PGD2)是PGE2的结构异构体，PGE2上的9-酮基和11-羟基在PGD2上反转。PGD2在许多生物学功能中起作用，包括血管收缩、炎症、睡眠期间体温的调节、趋化和男性性发育。PGE2和PGD2分别通过环氧合酶(COX)和前列腺素E合成酶或前列腺素D合成酶从花生四烯酸合成。PGE2和PGD2的水平受到酶15-羟基前列腺素脱氢酶(15-PGDH)的生理调节，后者催化PGE2和PGD2的15-OH基团转化为15-酮基。

本公开内容部分地基于以下发现，即抑制15-PGDH抑制关节组织(例如，软骨)的退化，并改善组织结构和功能。因此，本文所述的方法可用于改善对象关节组织的结构和/或功能。不受以下理论的束缚，认为显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物的关节组织中升高的15-PGDH水平导致这些组织中PGE2和/或PGD2降解，并因此导致对关节组织功能具有不利影响的PGE2和/或PGD2以及PGE2和/或PGD2信号传导的水平较低。抑制关节组织中的15-PGDH可恢复或增加这些组织中的PGE2和/或PGD2水平，以改善关节组织结构和/或功能。

本公开内容中描述的数据在三种不同的方法系列中提供了临床前证据：(a)通过用小分子抑制剂处理的全身性15-PGDH抑制在老龄小鼠中再生软骨；(b)通过关节内小分子抑制剂处理膝盖中的局部15-PGDH抑制减弱成年小鼠中的OA；以及(c)OA患者软骨外植体中的15-PGDH抑制诱导再生应答。因此，本文提供的抑制组织中的15-PGDH活性和/或降低组织中的15-PGDH水平的方法可以潜在地改善对象的关节组织的结构和/或功能，减缓或逆转关节损伤(例如，在OA中)，从而改善具有由于老化、损伤、疾病、病症或病况而显示功能障碍和/或退化的关节组织的对象的患者生活质量和/或结果。

2.概述

实施本文公开的方法利用分子生物学领域中的常规技术。公开本文所述的一般使用方法的基础教科书包括Sambrook和Russell,Molecular Cloning,ALaboratory Manual(第3版,2001)；Kriegler,Gene Transfer and Expression:ALaboratory Manual(1990)；以及Current Protocols in Molecular Biology(Ausubel等人编,1994))。

对于核酸，大小以千碱基(kb)、碱基对(bp)或核苷酸(nt)给出。单链DNA和/或RNA的大小可以核苷酸给出。这些是来源于琼脂糖或丙烯酰胺凝胶电泳、测序的核酸或公开的DNA序列的估计。对于蛋白质，大小以千道尔顿(kDa)或氨基酸残基数给出。蛋白质大小从凝胶电泳、测序的蛋白质、衍生的氨基酸序列或公开的蛋白质序列估计。

不可商购获得的寡核苷酸可以使用自动合成仪，如Van Devanter等人,NucleicAcids Res.12:6159-6168(1984)中所述化学合成，例如根据Beaucage和Caruthers,Tetrahedron Lett.22:1859-1862(1981)首次描述的固相亚磷酰胺三酯方法。寡核苷酸的纯化使用任何本领域认可的策略进行，例如天然丙烯酰胺凝胶电泳或阴离子交换高效液相色谱(HPLC)，如Pearson和Reanier,J.Chrom.255:137-149(1983)中所述。

3.定义

如本文所用，除非另有规定，否则以下术语具有赋予它们的含义。

如本文所用的术语“一个/一种(a)”、“一个/一种(an)”或“所述(the)”不仅包括具有一个成员的方面，而且还包括具有多于一个成员的方面。例如，单数形式“一个/一种(a)”、“一个/一种(an)”或“所述(the)”包括复数指示物，除非上下文另有明确规定。因此，例如，提及“一个细胞(a cell)”包括多个这样的细胞，并且提及“所述试剂(the agent)”包括提及本领域技术人员已知的一种或多种试剂，等等。

如本文所用的术语“约(about)”和“大约(approximately)”通常应该意指在给定测量的性质或精度的情况下，所测量的量的可接受的误差程度。通常，示例性误差程度在给定值或值范围的百分之20(％)内，优选在10％内，且更优选在5％内。任何提及“约X”都具体地表示至少值X、0.8X、0.81X、0.82x、0.83X、0.84X、0.85X、0.86X、0.87X、0.88X、0.89X、0.9X、0.91X、0.92x、0.93X、0.94X、0.95X、0.96X、0.97X、0.98X、0.99X、1.01X、1.02X、1.03X、1.04X、1.05X、1.06X、1.07X、1.08X、1.09X、1.1X、1.11X、1.12X、1.13X、1.14X、1.15X、1.16X、1.17X、1.18X、1.19X和1.2X。因此，“约X”旨在教导和提供对例如“0.98X”的权利要求限制的书面描述支持。

术语“前列腺素E2”、“PGE2”和“地诺前列酮”是指可以经由环氧合酶(COX)和末端前列腺素E合成酶(PGES)从花生四烯酸合成的前列腺素。PGE2在许多生物学功能中起作用，包括血管舒张、炎症和睡眠/觉醒周期的调节。关于PGE2的结构和功能信息可以在例如PubChem:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Dinoprostone的“Dinoprostone”条目中找到，其内容通过引用以其整体并入本文中。

术语“前列腺素D2”或“PGD2”是指可以经由环氧合酶(COX)和PGD2合成酶(PTDS)从花生四烯酸合成的前列腺素。PGD2是PGE2的结构异构体，PGE2上的9-酮基和11-羟基在PGD2上反转。PGD2在许多生物学功能中起作用，包括血管收缩、炎症、睡眠期间体温的调节、趋化和男性性发育。关于PGD2的结构和功能信息可以在例如PubChem:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/448457的“Prostaglandin D2”条目中找到，其内容通过引用以其整体并入本文中。

“15-PGDH”(15-羟基前列腺素脱氢酶)是参与多种活性前列腺素失活的酶，例如，通过催化PGE2氧化成15-酮-前列腺素E2(15-酮-PGE2)，或者PGD2氧化成15-酮-前列腺素D2(15-酮-PGD2)。人类酶由HPGD基因(基因ID：3248)编码。该酶是短链非金属酶醇脱氢酶蛋白家族的成员。存在酶的多种同种型，例如，在人类中，可以使用本发明的方法靶向其中的任一种。例如，可以靶向任何人类同种型1-6(例如GenBank登录号NP_000851.2、NP_001139288.1、NP_001243236.1、NP_001243234.1、NP_001243235.1、NP_001350503.1、NP_001243230.1)，也可以靶向与GenBank登录号NP_000851.2、NP_001139288.1、NP_001243236.1、NP_001243234.1、NP_001243235.1、NP_001350503.1、NP_001243230.1或任何其他的15-PGDH酶中任一种的氨基酸序列具有50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％或更高同一性的任何同种型。

“15-PGDH抑制剂”是指能够以任何方式抑制、降低、减少、减弱、废除、消除、减慢和/或抵消15-PGDH的表达、稳定性和/或活性的任何方面的任何试剂。与对照相比，例如，在没有抑制剂的情况下，15-PGDH抑制剂可例如将编码15-PGDH的基因，例如，人HPGD基因的表达，例如转录、RNA加工、RNA稳定性和/或翻译的任何方面在体外或体内降低例如10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或更多。类似地，与对照相比，例如，在没有抑制剂的情况下，15-PGDH抑制剂可例如将15-PGDH酶的活性，例如酶活性，在体外或体内降低例如10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或更多。此外，与对照相比，例如，在不存在抑制剂的情况下，15-PGDH抑制剂可例如将15-PGDH酶的稳定性在体外或体内降低例如10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或更多。“15-PGDH抑制剂”，在本文中也称为“15-PGDH试剂”或“15-PGDH化合物”，可以是天然存在的或合成的任何分子，例如肽、蛋白质、寡肽(例如，长度为约5至约25个氨基酸，例如，长度为约5个、约10个、约15个、约20个或约25个氨基酸)、小分子(例如，具有小于约2500道尔顿，例如，小于约2000、小于约1000或小于约500道尔顿的分子量的有机分子)、抗体、纳米抗体、多糖、脂质、脂肪酸、抑制性RNA(例如，siRNA、shRNA、microRNA)、修饰的RNA、多核苷酸、寡核苷酸，例如，反义寡核苷酸、适配体、affimer、药物化合物或其他化合物。

术语“表达”和“表达的”是指转录和/或翻译产物的产生，例如编码蛋白质(例如15-PGDH)的核酸序列的产生。在一些实施方案中，该术语是指由基因(例如，人HPGD基因)或其一部分编码的转录和/或翻译产物的产生。DNA分子在细胞中的表达水平可以基于细胞内存在的相应mRNA的量或由细胞产生的DNA编码的蛋白质的量来评估。

术语“抗体”是指由免疫球蛋白基因或其功能片段编码的多肽，其特异性结合和识别抗原。识别的免疫球蛋白基因包括κ、λ、α、γ、δ、ε和μ恒定区基因，以及无数免疫球蛋白可变区基因。轻链被分类为κ或λ。重链被分类为γ、μ、α、δ或ε，其依次分别限定免疫球蛋白类别IgG、IgM、IgA、IgD和IgE。该术语包括具有相同抗原特异性的抗体片段及其融合产物。

示例性免疫球蛋白(抗体)结构单元包含四聚体。每个四聚体由两对相同的多肽链组成，每对具有一条“轻”链(约25kDa)和一条“重”链(约50-70kDa)。每条链的N端限定了约100-110个或更多个氨基酸的可变区，主要负责抗原识别。因此，术语“可变重链”、“V_H”或“VH”是指免疫球蛋白重链的可变区，包括Fv、scFv、dsFv或Fab；而术语“可变轻链”、“V_L”或“VL”是指免疫球蛋白轻链的可变区，包括Fv、scFv、dsFv或Fab。等效的分子包括具有所需抗原特异性的抗原结合蛋白，其例如通过修饰抗体片段或通过从噬菌体展示文库中选择而获得。

术语“抗原结合部分”和“抗原结合片段”在本文中可互换使用，并且是指保留特异性结合抗原(例如，15-PGDH蛋白)的能力的抗体的一个或多个片段。抗体结合片段的实例包括但不限于Fab片段(由VL、VH、CL和CH1结构域组成的单价片段)、F(ab’)₂片段(包含在铰链区通过二硫键连接的两个Fab片段的二价片段)、单链Fv(scFv)、二硫化物连接的Fv(dsFv)、互补决定区(CDR)、VL(轻链可变区)、VH(重链可变区)、纳米抗体，以及那些的任意组合或能够结合靶抗原的免疫球蛋白肽的任何其他功能部分(参见例如，Fundamental Immunology(Paul编辑,第4版,2001)。

短语“特异性结合”是指分子(例如，15-PGDH抑制剂，如小分子或抗体)与靶标的结合，以以比样品中的靶标与非靶标化合物更大的亲和力、亲合力结合、更容易结合和/或以更长的持续时间结合。在一些实施方案中，特异性结合靶标(例如，15-PGDH)的分子以比非靶标化合物大至少2倍的亲和力，例如，至少3倍、至少4倍、至少5倍、至少6倍、至少7倍、至少8倍、至少9倍、至少10倍、至少20倍、至少25倍、至少50倍或更大的亲和力结合靶标。例如，在一些实施方案中，特异性结合15-PGDH的分子通常以比非15-PGDH靶标大至少2倍的亲和力结合15-PGDH。

在化合物的上下文中，术语“衍生物”包括但不限于给定化合物的酰胺、醚、酯、氨基、羧基、乙酰基和/或醇衍生物。

术语“治疗(treating)”或“治疗(treatment)”是指以下中的任一项：改善疾病、病症或病况的一种或多种症状；在这些症状出现之前预防它们的表现；减缓或完全防止疾病、病症或病况的进展(如通过复发发作期之间的更长时期段、减缓或预防症状的恶化等可能明显的)；增强缓解期的开始；减缓在疾病、病症或病况的进展期-慢性期(在初级和次级阶段中)中引起的不可逆损伤；延迟所述进展期的开始；或者以上的任意组合。

术语“施用(administer)”、“施用(administering)”或“施用(administration)”是指可用于使药剂或组合物如本文所述的化合物能够递送至期望的生物作用部位的方法。这些方法包括但不限于肠胃外施用(例如，静脉内、皮下、腹膜内、肌内、动脉内、血管内、心内、鞘内、鼻内、皮内、玻璃体内等)、经粘膜注射、经口施用、作为栓剂施用和局部施用。在一些情况下，施用是全身性施用(例如，施用至循环系统中，使得多个组织和/或器官被治疗或影响)。在一些情况下，施用是局部施用(例如，直接施用至关节组织或器官，使得关节组织和/或器官被治疗或影响)。本领域技术人员将知道用于施用治疗有效量的本文所述化合物的另外方法。

术语“治疗有效量”或“治疗有效剂量”或“有效量”是指足以产生有益或期望的临床效果的化合物(例如，15-PGDH抑制剂)的量。治疗有效量或剂量可基于每名患者的个体因素，包括但不限于患者的年龄，尺寸，疾病、病症或病况的类型或程度，疾病、病症或病况的阶段，施用途径，所使用的补充疗法的类型或程度和/或正在进行的疾病过程和/或所需的治疗类型(例如，侵袭性相对于常规治疗)。可以最初从细胞培养物和动物模型估计如本文所述的化合物或组合物(例如，15-PGDH抑制剂)的治疗有效量。例如，在细胞培养方法中测定的IC₅₀值可用作动物模型的起始点，而在动物模型中测定的IC₅₀值可用于找到人类中的治疗有效剂量。

本文所用的术语“药物组合物”是指包含如本文所述的化合物(例如，15-PGDH抑制剂)和一种或多种药学上可接受的载体和/或药学上可接受的赋形剂的组合物。

本文所用的术语“药学上可接受的载体”是指不会对有机体造成显著刺激并且不会消除所施用化合物的生物活性和特性的载体或稀释剂。

术语“对象”、“个体”和“患者”在本文中可互换使用，以指脊椎动物，优选哺乳动物，更优选人。哺乳动物包括但不限于鼠科动物、大鼠、猿类、人类、农场动物或用于人类消费的牲畜如猪、牛和绵羊，以及运动动物和宠物。对象还包括脊椎动物如鱼和家禽。

在施用化合物的上下文中，术语“急性方案”是指向对象，例如人类对象临时或短暂施加化合物，或者向对象，例如人类对象重复施加化合物，其中在施加之间经过期望的时间段(例如，1天)。在一些实施方案中，急性方案包括在治疗过程中或在延长的时间段内将化合物急性暴露(例如，单剂量)于对象。在其他实施方案中，急性方案包括将化合物间歇性暴露(例如，重复剂量)于对象，其中在每次暴露之间经过期望的时间段。

在化合物的施用的上下文中，术语“慢性方案”是指在延长的时间段内向对象，例如人类对象重复、慢性施加化合物，使得化合物的量或水平在选定的时间段内基本上恒定。在一些实施方案中，慢性方案包括在延长的时间段内将化合物连续暴露于对象。

“表达盒”是重组或合成产生的核酸构建体，其具有一系列允许特定多核苷酸序列在宿主细胞中转录的特定核酸元件。表达盒可以是质粒、病毒基因组或核酸片段的一部分。通常，表达盒包括与启动子可操作地连接的待转录的多核苷酸。启动子可以是异源启动子。在与多核苷酸可操作地连接的启动子的上下文中，“异源启动子”是指不会与在天然产物中(例如，在野生型有机体中)发现的相同多核苷酸如此可操作地连接的启动子。

术语“核酸”或“多核苷酸”是指单链或双链形式的脱氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)及其聚合物。除非特别限制，否则该术语涵盖含有天然核苷酸的已知类似物的核酸，其具有与参考核酸相似的结合特性，并且以与天然存在的核苷酸相似的方式被代谢。除非另有指示，否则特定的核酸序列也隐含地涵盖其保守修饰的变体(例如，简并密码子取代)、等位基因、直系同源物、SNPs和互补序列，以及明确指出的序列。在特定的实施方案中，使用修饰的RNA分子，例如，具有某些化学修饰的mRNA，以允许当引入细胞中时增加稳定性和/或翻译，如下文更详细描述的。应当理解，本发明方法中使用的任何RNA，包括核酸抑制剂如siRNA或shRNA，可以与化学修饰一起使用以增强例如稳定性和/或效力，例如，如Dar等人,Scientific Reports 6:文章编号20031(2016)中所述，并且如在crdd.osdd.net/servers/sirnamod/处可访问的数据库中所呈现的。

“多肽”、“肽”和“蛋白质”在本文中可互换使用，以指氨基酸残基的聚合物。所有三个术语均适用于其中一个或多个氨基酸残基是相应的天然存在的氨基酸的人工化学模拟物的氨基酸聚合物，以及天然存在的氨基酸聚合物和非天然存在的氨基酸聚合物。如本文所用，该术语涵盖任何长度的氨基酸链，包括全长蛋白质，其中氨基酸残基通过共价肽键连接。

如本文所用，在描述两个或更多个多核苷酸或氨基酸序列的上下文中，术语“相同的”或同一性“百分比”是指相同的两个或更多个序列或者指定的子序列。当在比较窗或指定区域上进行比较和比对以获得最大对应性时，“基本上相同”的两个序列具有至少约60％同一性、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约91％、至少约92％、至少约93％、至少约94％、至少约95％、至少约96％、至少约97％、至少约98％、至少约99％或约100％的同一性，如使用序列比较算法或在未指定具体区域时通过手动比对和目视检查测量的。关于多核苷酸序列，该定义还指测试序列的互补物。关于氨基酸序列，在一些情况下，同一性存在于长度为至少约50个氨基酸或核苷酸的区域上，或者更优选地，存在于长度为75-100个氨基酸或核苷酸的区域上。

对于序列比较，通常一个序列用作参考序列，将测试序列与之进行比较。当使用序列比较算法时，将测试和参考序列输入到计算机中，如果需要，指定子序列坐标，并且指定序列算法程序参数。可以使用默认的程序参数，或者可以指定替代的参数。然后，序列比较算法基于程序参数，计算测试序列相对于参考序列的序列同一性百分比。对于核酸和蛋白质的序列比较，使用BLAST 2.0算法和默认参数。

4.改善关节结构和/或功能的方法

在一方面，本文提供了用于改善对象的关节组织的结构和/或功能的方法，所述方法包括：向对象施用有效抑制对象中的15-PGDH活性和/或降低对象中的15-PGDH水平的量的15-PGDH抑制剂，从而改善对象的关节组织的结构和/或功能。15-PGDH抑制剂的施用可以是全身性的或局部的，并且可以增强关节组织的许多方面中的任一个，包括减少对象中的疼痛和/或疼痛相关行为；增强功能、生理活性、耐久性、用于评估组织功能的任何测定的性能；或者对象中关节组织功能或健康的任何其他度量的改善(例如，如本文所述)。

在一些实施方案中，关节组织是软骨、滑膜、骨、骨髓、韧带、腱、囊、半月板以及以上的组合。在一些实施方案中，关节组织来自对象的任何关节(例如，膝、踝、髋、手、腕、肘、脊柱、颈、肩等)。

在一些实施方案中，相对于在治疗(例如，用15-PGDH抑制剂)之前关节组织中存在的水平或相对于来自相同对象的健康关节组织中存在的水平，关节组织内存在的PGE2和/或PGD2的水平可以增加(例如，根据本文提供的方法，例如，在用15-PGDH抑制剂治疗之后)。相对于在治疗(例如，用15-PGDH抑制剂)之前关节组织中存在的水平或相对于来自相同对象的健康关节组织中存在的水平，关节组织中的PGE2和/或PGD2水平可以增加(例如，通过本文公开的任何方法)至少约10％(例如，至少约15％、至少约20％、至少约25％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％或更大)。在一些实施方案中，关节组织中的PGE2和/或PGD2水平增加至少10％。在一些实施方案中，关节组织中的PGE2和/或PGD2水平增加至少50％。在一些实施方案中，对象的关节组织显示出功能障碍和/或退化的至少一种标志物，并且关节组织中存在的PGE2和/或PGD2的水平可以增加(例如，根据本文提供的方法，例如，在用15-PGDH抑制剂治疗之后)至与未显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平基本上类似的水平。关节组织中的PGE2和/或PGD2水平可以增加(例如，通过本文公开的任何方法)至未显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平的约10％至约200％内的水平(例如，约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％、约90％、约100％、约110％、约120％、约130％、约140％、约150％、约160％、约170％、约180％、约190％或约200％或更多)。在一些实施方案中，关节组织中的PGE2和/或PGD2水平增加至未显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平的50％内的水平。

在一些实施方案中，相对于治疗(例如，用15-PGDH抑制剂)之前关节组织中存在的水平或相对于来自相同对象的健康关节组织中存在的水平，关节组织内存在的PGE2和/或PGD2代谢物的水平可以降低(例如，根据本文提供的方法，例如，在用15-PGDH抑制剂治疗之后)。相对于在治疗(例如，用15-PGDH抑制剂)之前关节组织中存在的水平或相对于来自相同对象的健康关节组织中存在的水平，关节组织中的PGE2和/或PGD2代谢物水平可以降低(例如通过本文公开的任何方法)至少约10％(例如，至少约15％、至少约20％、至少约25％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％或更大)。在一些实施方案中，对象的关节组织显示出功能障碍和/或退化的至少一种标志物，并且关节组织内存在的PGE2和/或PGD2代谢物的水平可以降低(例如，根据本文提供的方法，例如，在用15-PGDH抑制剂治疗之后)至与未显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平基本上类似的水平。关节组织中的PGE2和/或PGD2代谢物水平可以降低(例如，通过本文公开的任何方法)至未显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平的约50％内或更低的水平(例如在约40％内、在约35％内、在约30％内、在约25％内、在约20％内、在约15％内、在约10％内、在约5％内或在约1％内)。PGE2和/或PGD2代谢物可以是15-酮PGE2、13,14-二氢-15-酮PGE2或两者。

在一些实施方案中，本文提供的方法(例如，用15-PGDH抑制剂治疗)导致对象的关节组织的结构和/或功能改善，如通过关节组织功能障碍和/或退化的至少一种标志物的降低所证明的。关节组织功能障碍和/或退化的标志物包括但不限于软骨蛋白聚糖(GAG)染色减少、软骨厚度减小、纤维性颤动增加、软骨表面光滑度减少、骨组织密度减少、OARSI评分增加(参见例如，Glasson,等人,2010,“The OARSI histopathology initiative–recommendations for histological assessments of osteoarthritis in the mouse,”Osteoarthr.Cartil.18(增刊3):S17-23)，以及以上的组合。关节组织功能障碍和/或退化的标志物还可以包括但不限于硫酸化糖胺聚糖(sGAG)水平降低、细胞增殖减少(例如，如通过表达细胞周期标志物Ki67的细胞减少所测量的)、所述对象的疼痛和/或疼痛相关行为增加、印度刺猬因子(Ihh)蛋白表达增加、分解代谢基因(例如，基质金属蛋白酶(MMP)-13、MMP-3、MMP-1、聚蛋白多糖酶、具有血小板反应蛋白基序4的解整合素和金属蛋白酶(ADAMTS4)、ADAMTS5、组织蛋白酶等)表达增加、合成代谢软骨细胞基因(例如，Sox9、胶原II、Acan等)表达减少、参与线粒体功能和代谢的基因(例如，Cox5a、Ndufa9)表达减少、参与线粒体功能障碍和/或骨关节炎的基因(例如，Htra1、Dcn)表达增加、线粒体生物发生减少、线粒体水平降低(例如，每细胞的线粒体)、X型胶原水平增加、软骨细胞大小增加、软骨细胞球形度增加、细胞因子和/或趋化因子(例如，IL1、IL6、IL15、制瘤素M、肿瘤坏死因子、CCL7、CXCL10、CCL4、VEGF、IL27、IL2、GMCSF、CCL5等)水平增加、炎性介质(例如，一氧化氮、活性氧物质、补体活化等)水平增加、细胞衍生的和/或基质衍生的产物(例如，警报素如S100、纤连蛋白片段、透明质酸片段、胶原片段、蛋白聚糖片段、高迁移率族盒等)水平增加，以及以上的任意组合。在一些实施方案中，关节组织功能障碍和/或退化的标志物可包括本领域技术人员已知的其他标志物(例如，如Wei,等人,2012,“Activation of Indian hedgehogpromotes chondrocyte hypertrophy and upregulation of MMP-13in humanosteoarthritic cartilage,”Osteoarthr.Cartil.20:755-763和/或Martel-Pelletier,等人,2016,“Osteoarthritis,”Nature Reviews 2:1-18中所述，其各自通过引用以其整体并入本文中)。

因此，在一些实施方案中，关节组织功能障碍和/或退化的标志物的降低可包括GAG染色增加、软骨厚度增加、纤维性颤动减少、软骨表面平滑度增加、骨组织密度增加、OARSI评分降低或以上的组合。在一些实施方案中，关节组织功能障碍和/或退化的标志物的降低可包括sGAG水平增加、细胞增殖增加(例如，如通过表达Ki67的细胞增加所测量的)、所述对象的疼痛和/或疼痛相关行为减少、Ihh蛋白表达降低、分解代谢基因(例如，MMP-13、MMP-3、MMP-1、聚蛋白多糖酶、ADAMTS4、ADAMTS5、组织蛋白酶等)表达降低、合成代谢软骨细胞基因(例如，Sox9、胶原II、Acan等)表达增加、参与线粒体功能和代谢的基因(例如，Cox5a、Ndufa9)表达增加、参与线粒体功能障碍和/或骨关节炎的基因(例如，HtrA1、Dcn)表达降低、线粒体生物发生增加、线粒体水平增加、X型胶原水平降低、软骨细胞大小减小、软骨细胞球形度降低、细胞因子和/或趋化因子(例如，IL1、IL6、IL15、制瘤素M、肿瘤坏死因子、CCL7、CXCL10、CCL4、VEGF、IL27、IL2、GMCSF、CCL5等)水平减低、炎性介质(例如，一氧化氮、活性氧物质、补体活化等)水平降低、细胞衍生的和/或基质衍生的产物(例如，警报素如S100、纤连蛋白片段、透明质酸片段、胶原片段、蛋白聚糖片段、高迁移率族盒等)水平降低，以及以上的组合。

在一些实施方案中，关节组织功能障碍和/或退化的标志物的降低可包括通过机械方法(例如，块状组织样本机械测试、微束机械测试、微压痕或纳米压痕)；成像方法(例如，计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)、核磁共振(NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼成像或扫描电子显微镜)；化学或物理方法(胶原交联的重量分析或化学分析)；光密度分析；或以上的组合测定的增加或增强的关节组织功能。关节组织结构和/或功能可以相对于治疗(例如，用15-PGDH抑制剂)之前的关节组织或相对于来自相同对象的健康关节组织中存在的水平改善(例如，通过本文公开的任何方法)至少约10％(例如，至少约15％、至少约20％、至少约25％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％或更大)。在一些实施方案中，对象的关节组织显示出功能障碍和/或退化的至少一种标志物，并且关节组织结构和/或功能可以改善(例如，根据本文提供的方法，例如，在用15-PGDH抑制剂治疗之后)至与未显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平基本上类似的水平。关节组织结构和/或功能可以改善(例如，通过本文公开的任何方法)至未显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平的约10％至约200％内的水平(例如，约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％、约90％、约100％、约110％、约120％、约130％、约140％、约150％、约160％、约170％、约180％、约190％或约200％或更多)。在一些实施方案中，关节组织结构和/或功能改善(例如，通过本文公开的任何方法)至未显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平的约50％内的水平。

在一些实施方案中，关节组织功能和活性改善通过疼痛、疾病活动或残疾改善约50％、约60％、约70％、约80％、约90％、约95％、约100％或更多来证明。在一些实施方案中，关节组织功能和活性改善通过ACR(美国风湿病学会)标准的改善来证明，所述标准包括ACR20、ACR50或ACR70标准。ACR标准用于评估和确立压痛关节数或肿胀关节数的改善，以及以下五个参数中的三个的改善：1)急性期反应物–通过C反应蛋白或沉降速率确定的关节中的炎症量；2)患者评估–患者对关节治疗的进展和响应；3)医疗保健提供者评估–医疗保健提供者对治疗的进展和响应评估；4)疼痛–患者中关节疼痛的水平；以及5)残疾/功能问卷–日常活动中关节疾病的干扰水平。

在一些实施方案中，关节组织功能和活性改善通过疼痛和/或疼痛相关行为的减少来证明。在一些实施方案中，使用西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数(WesternOntario and McMaster Universities Osteoarthritis Index,WOMAC)评估对象中的疼痛(例如，OA相关疼痛)，其是健康专业人员用作患者报告的结果(PRO)的一组标准化问卷，用于评价对象关节的疼痛、僵硬和身体功能(参见例如，Bellamy,1989,Seminars inArthritis and Rheumatism,18(4)增刊2:14-17；Peat等人,2001,Ann.Rheum.Dis.60:91e7；以及Neogi,2013,Osteoarthritis and Cartilage 21:1145-1153)。在一些实施方案中，疼痛和/或疼痛相关行为可以通过步态分析(例如，使用基于猫步视频的系统)和/或通过测试机械性异常性疼痛(例如，使用von Frey细丝测定)来评估(例如，在小动物中)(参见例如，Malfait等人,2013,Osteoarthritis and Cartilage 21:1316-1326)。

用于评估关节组织结构和/或功能的技术是本领域技术人员已知的。例如，用番红O对软骨蛋白聚糖(GAG)进行染色的组织学检查可以经由降低的GAG染色来揭示功能障碍和/或退化。其他实例包括但不限于纤维性颤动水平的检查、软骨厚度的检查、软骨表面光滑度水平的检查、骨组织密度的检查、OARSI评分、针对存在上述另外的标志物(例如，sGAG、X型胶原、软骨细胞大小、软骨细胞球形度、细胞因子和/或趋化因子、炎性介质和/或细胞衍生的和/或基质衍生的产物)的关节组织的组织学检查、细胞增殖的测量(例如，经由细胞增殖标志物如Ki67的测量)、上面列出的标志物基因表达的定量(例如，在蛋白质水平上，通过诸如蛋白质印迹、免疫荧光、流式细胞术或质谱的技术；或者在mRNA水平上，通过诸如定量逆转录酶PCR或RNA测序的技术)或以上的组合。在一些实施方案中，合成代谢软骨细胞基因(例如，Sox9、胶原II或Acan)的表达降低指示关节功能障碍和/或退化。在一些实施方案中，分解代谢基因(例如，MMP-13或MMP-3)的表达增加指示关节功能障碍和/或退化。在一些实施方案中，参与线粒体功能和代谢的基因(例如，Cox5a、Ndufa9)的表达降低指示关节功能障碍和/或退化。在一些实施方案中，参与线粒体功能障碍和/或骨关节炎的基因(例如HtrA1、Dcn)的表达增加指示关节功能障碍和/或退化。在一些实施方案中，疼痛增加(例如，根据本文所述的方法中的任一种评估的)指示关节功能障碍和/或退化。关节组织功能也可以经由医学技术来评价，包括检查总体异常、观察关节运动、关节触诊以及以上的组合。

在一些实施方案中，治疗(例如，根据本文提供的方法，例如，用15-PGDH抑制剂)导致关节组织功能障碍的减少、降低、减弱或抑制。关节组织功能障碍包括损害关节的正常功能的任何特征，包括但不限于关节疼痛、关节运动的范围降低、疼痛以及以上的组合。关节组织功能障碍的水平可使用本文所述的任何技术或本领域技术人员已知的任何其他方法来测量。在一些实施方案中，可以使用关节组织功能和活性的标准临床测量来测量功效，包括疼痛、疾病活动和残疾的改善(例如，健康评估问卷(HAQ)的残疾指数；以及疾病活动的医生整体评估)。在一些实施方案中，可以使用ACR(美国风湿病学会)标准来测量功效，所述标准包括ACR20、ACR50或ACR80。参见例如，van de Putte等人,Ann.Rheum.Dis62:1168-1177(2003)。在一些实施方案中，治疗(例如，根据本文提供的方法，例如，用15-PGDH抑制剂)导致合成代谢软骨细胞基因(例如，Sox9、胶原II或Acan)的表达增加。在一些实施方案中，治疗(例如，根据本文提供的方法，例如，用15-PGDH抑制剂)导致分解代谢基因(例如，MMP-13或MMP-3)的表达降低。在一些实施方案中，治疗(例如，根据本文提供的方法，例如，用15-PGDH抑制剂)导致造血功能增加和/或造血干细胞(HSC)小生境的更新。

在一些实施方案中，治疗(例如，根据本文提供的方法，例如，用15-PGDH抑制剂)导致关节组织退化和/或疼痛的减轻、减少、减弱、停止或抑制。关节组织退化包括关节功能中涉及的任何组织的损失、弱化、降解或损伤，包括但不限于软骨、滑膜、骨、骨髓、韧带、腱、囊、半月板以及以上的组合。在一些实施方案中，关节组织来自对象的任何关节(例如，膝、踝、髋、手、腕、肘、脊柱、颈、肩等)。关节组织退化的水平可使用本文所述的任何技术或本领域技术人员已知的任何其他方法来测量。

在一些实施方案中，相对于治疗(例如，用15-PGDH抑制剂)之前的细胞和/或组织或相对于来自相同对象的健康关节的细胞和/或组织中存在的水平，15-PGDH抑制剂将关节组织功能障碍和/或退化减少至少约10％(例如，至少约15％、至少约20％、至少约25％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％或更大)。在一些实施方案中，对象显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物，并且15-PGDH抑制剂将关节组织功能障碍和/或退化的至少一种标志物降低(例如，根据本文提供的方法，例如，在用15-PGDH抑制剂治疗之后)至与未显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平基本上类似的水平。关节组织功能障碍和/或退化的至少一种标志物可被降低(例如，通过本文公开的任何方法)至未显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平的约10％至约200％内或更低的水平(例如，在约40％内、在约35％内、在约30％内、在约25％内、在约20％内、在约15％内、在约10％内、在约5％内或在约1％内)。

本公开内容还提供了治疗影响关节组织的疾病、病症或病况的方法，例如，任何类型的关节炎、骨关节炎、骨质疏松症、类风湿性关节炎、幼年特发性关节炎、痛风、系统性红斑狼疮、血清阴性脊柱关节病、退行性椎间盘疾病、先天性软骨病症、骨病症以及以上的组合。在一些实施方案中，疾病、病症或病况是类风湿性关节炎、银屑病关节炎、幼年特发性关节炎、强直性脊柱炎、结缔组织病银屑病、多发性关节炎或骨关节炎。在一些实施方案中，方法包括向患有影响关节组织的疾病、病症或病况的对象施用治疗有效量的包含15-PGDH抑制剂(例如，如本文所述)的药物组合物。在一些实施方案中，对象患有类风湿性关节炎、银屑病关节炎、幼年特发性关节炎、强直性脊柱炎、结缔组织病银屑病、多发性关节炎或骨关节炎。

本公开内容还提供了测量具有功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中15-PGDH水平的方法。这种方法可用于例如使用15-PGDH作为关节组织功能障碍和/或退化的生物标志物，例如，其中15-PGDH水平或活性的升高的水平，例如，相对于没有关节组织功能障碍和/或退化的对照对象中的对照水平或相对于对象中的健康关节的10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％或更多的增加指示关节组织功能障碍和/或退化。在这种方法中，可以以多种方式中的任一种来评估15-PGDH，例如，通过检测编码15-PGDH蛋白的转录物的水平、通过检测15-PGDH多肽的水平或通过检测15-PGDH酶活性。

在特定的实施方案中，对象中的15-PGDH的抑制导致对象的关节组织中PGE2和/或PGD2增加，例如PGE2和/或PGD2水平的升高、增加或恢复，以及PGE2和/或PGD2代谢物如15-酮-PGE2、13,14-二氢-15-酮-PGE2(PGEM)、15-酮-PGD2和13,14-二氢-15-酮-PGD2的降低。在一些实施方案中，抑制还导致通过关节组织中的PGE2受体，例如EP1、EP2、EP3和/或EP4(也称为Ptger1、Ptger2、Ptger3、Ptger4)的信号传导增加。在一些实施方案中，抑制还导致通过PGD2受体，例如DP1和/或DP2(也称为PTGDR1、PTGDR2/CRTH2)的信号传导增加。

在特定的实施方案中，在关节组织中施用15-PGDH抑制剂的本文描述的益处，例如改善的关节组织功能等，独立于对象中关节组织的任何再生而发生。换句话说，虽然在对象中可能存在关节组织的再生，例如，如果关节组织已经被损伤或损坏，但是本文描述的效果不需要再生，并且甚至在没有再生的情况下也会发生。在特定的实施方案中，关节组织未被损伤或损坏，并且未经历过再生或不经历再生。

对象

对象可以是具有关节组织功能障碍和/或退化的至少一种标志物或处于具有关节组织功能障碍和/或退化的至少一种标志物的风险中的任何对象，例如人或其他哺乳动物。在一些实施方案中，对象是人。在一些实施方案中，对象是成人。在一些实施方案中，对象是儿童。在一些实施方案中，对象是女性(例如，成年女性)。在一些实施方案中，对象是男性(例如，成年男性)。

在一些实施方案中，对象是人，并且方法还包括步骤，在该步骤中，基于人具有关节组织功能障碍和/或退化的至少一种标志物的确定，或者基于发展关节组织功能障碍和/或退化的至少一种标志物的可能性或风险，选择用于利用所述15-PGDH抑制剂来治疗的人。在一些这样的实施方案中，基于他或她的年龄来选择人。例如，可以基于20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100岁或以上，或者其中人具有或潜在地具有关节组织功能障碍和/或退化的至少一种标志物的任何年龄，来选择用于治疗的人。在一些实施方案中，对象小于30岁。在一些实施方案中，对象为至少30岁。在一些实施方案中，基于关节组织功能障碍和/或退化的至少一种标志物的可能性、基于与关节组织功能障碍和/或退化相关的环境、生活方式或医学因素的存在或潜在存在，如关节问题的家族史、饮食、缺乏体育活动、睡眠不足、药物使用、吸烟、饮酒、暴露于极端温度、压力、体重过重或与健康有关的因素如感染、疾病、病症、病况等，来选择人。

在一些实施方案中，确定对象具有关节组织功能障碍和/或退化，如使用评估关节组织的功能、性能、健康、强度、耐久性、生理活性或任何其他特性的任何度量的任何方法，例如，基于性能、基于成像、生理、分子、细胞或功能测定所确定的。在一些实施方案中，基于关节组织结构和/或功能的评估选择对象进行治疗。在一些实施方案中，基于关节组织中15-PGDH转录物、蛋白质或酶活性水平的升高的检测，或者基于关节组织中PGE2和/或PGD2水平的降低的检测，来选择对象进行治疗。

在一些实施方案中，方法包括在施用15-PGDH抑制剂之后的另外的步骤，包括评估对象的关节组织的健康、功能、性能或任何其他特性，或者包括评估对象关节组织中15-PGDH(例如，15-PGDH蛋白、转录物或活性)和/或PGE2和/或PGD2的水平，例如，以确定先前施用15-PGDH抑制剂对关节组织的潜在影响。在一些这样的实施方案中，检测或检查关节组织的健康、功能、性能、15-PGDH水平、PGE2水平、PGD2水平或其他特性，并与施用15-PGDH抑制剂之前的关节组织的健康、功能、性能、15-PGDH水平、PGE2水平、PGD2水平或其他特性或与对照值进行比较，其中与施用15-PGDH抑制剂之前获得的值相比或相对于对照值，施用抑制剂之后关节组织中关节组织的健康、功能或性能已得到改善、15-PGDH水平已经降低、PGE2水平和/或PGD2水平已经增加的确定，表明15-PGDH抑制剂在对象的关节组织中具有有益效果。

在一些实施方案中，对象是高龄的，例如20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100岁或以上。在一些实施方案中，高龄的对象显示由于高龄而导致的关节组织功能障碍和/或退化的至少一种标志物。

在一些实施方案中，对象具有影响关节组织的持续损伤，例如软骨损伤、关节损伤、创伤、前交叉韧带(ACL)撕裂、半月板撕裂、髋臼盂唇撕裂、肩袖损伤、颈椎病、脊柱骨折、髋部骨折、退行性脊柱滑脱、椎间盘滑出、椎间盘突出以及以上的组合。在一些实施方案中，关节组织来自对象的任何关节(例如，膝、踝、髋、手、腕、肘、脊柱、颈、肩等)。在一些实施方案中，受伤的对象显示由于损伤而导致的关节组织功能障碍和/或退化的至少一种标志物。

在一些实施方案中，对象患有影响关节组织的疾病、病症或病况，例如，任何类型的关节炎、骨关节炎、骨质疏松症、类风湿性关节炎、幼年特发性关节炎、痛风、系统性红斑狼疮、血清阴性脊柱关节病、退行性椎间盘疾病、先天性软骨病症、骨病症以及以上的组合。在一些实施方案中，对象患有骨关节炎。在一些实施方案中，关节组织来自对象的任何关节(例如，膝、踝、髋、手、腕、肘、脊柱、颈、肩等)。在一些实施方案中，患有疾病、病症或病况的对象显示由于疾病、病症或病况而导致的关节组织功能障碍和/或退化的至少一种标志物。

本发明的方法可用于治疗任何关节组织或这些组织内的细胞，包括但不限于软骨、滑膜、骨、骨髓、韧带、腱、囊、半月板以及以上的组合。在一些实施方案中，关节组织来自对象的任何关节(例如，膝、踝、髋、手、腕、肘、脊柱、颈、肩等)。

5.评估15-PGDH水平

可使用多种方法中的任一种来评估组织中15-PGDH的水平，例如，当使用15-PGDH作为生物标志物时或当评估15-PGDH的抑制剂的功效时。例如，可以通过检查编码15-PGDH的基因(例如，Hpgd基因)的转录、通过检查组织中15-PGDH蛋白的水平或通过测量组织中的15-PGDH酶活性，来评估15-PGDH的水平。这种方法可以在整个组织上或在组织内的细胞亚群上进行。

在一些实施方案中，方法涉及15-PGDH酶活性的测量，例如，使用标准方法，如在15-PGDH酶、NAD(+)和PGE2和/或PGD2存在下，在适当的反应缓冲液中孵育候选化合物，并监测NADH的产生(参见例如，Zhang等人,(2015)Science 348:1224)，或者通过使用多种可用试剂盒中的任一种，如荧光PicoProbe 15-PGDH活性测定试剂盒(BioVision)，或者通过使用在例如EP 2838533 B1中描述的方法和/或指标中的任一种。

在一些实施方案中，方法涉及编码15-PGDH的多核苷酸(例如，mRNA)表达的检测，其可以使用常规技术分析，如RT-PCR、实时RT-PCR、半定量RT-PCR、定量聚合酶链式反应(qPCR)、定量RT-PCR(qRT-PCR)、多重分支DNA(bDNA)测定、微阵列杂交或序列分析(例如，RNA测序(“RNA-Seq”))。定量多核苷酸表达的方法描述于例如Fassbinder-Orth,Integrative and Comparative Biology,2014,54:396-406；Thellin等人,BiotechnologyAdvances,2009,27:323-333；以及Zheng等人,Clinical Chemistry,2006,52:7(doi:10/1373/clinchem.2005.065078)中。在一些实施方案中，实时或定量PCR或RT-PCR用于测量生物样品中多核苷酸(例如，mRNA)的水平。参见，例如，Nolan等人,Nat.Protoc,2006,1:1559-1582；Wong等人,BioTechniques,2005,39:75-75。用于测量基因表达的定量PCR和RT-PCR测定也可商购获得(例如，基因表达测定，ThermoFisher Scientific)。

在一些实施方案中，方法涉及例如使用本领域技术人员已知的常规技术如免疫测定、二维凝胶电泳和定量质谱法来检测15-PGDH蛋白表达或稳定性。蛋白质定量技术一般描述于“Strategies for Protein Quantitation,”Principles of Proteomics,第2版,R.Twyman编,Garland Science,2013中。在一些实施方案中，蛋白表达或稳定性通过免疫测定检测，如但不限于酶免疫测定(EIA)，如酶倍增免疫测定技术(EMIT)、酶联免疫吸附测定(ELISA)、IgM抗体捕获ELISA(MAC ELISA)和微粒酶免疫测定(MEIA)；毛细管电泳免疫测定(CEIA)；放射免疫测定(RIA)；免疫放射测定(IRMA)；免疫荧光(IF)；荧光偏振免疫测定(FPIA)；以及化学发光测定(CL)。如果需要，这种免疫测定可以是自动化的。免疫测定也可与激光诱导的荧光结合使用(参见，例如，Schmalzing等人,Electrophoresis,18:2184-93(1997)；Bao,J.Chromatogr.B.Biomed.Sci.,699:463-80(1997))。

6.作为生物标志物的15-PGDH

在一些实施方案中，15-PGDH可用作关节组织功能障碍和/或退化的生物标志物，或者用作影响关节组织的疾病、病症或病况的存在或可能性的生物标志物。例如，检测到关节组织中，例如整体组织或关节组织内的特定细胞中的15-PGDH水平的增加可指示关节组织中的关节组织功能障碍和/或退化，与老化、损伤、疾病或病症有关的关节组织的功能或健康的丧失或降低，或者老化、损伤、疾病、病症或病况的存在或发生。例如，与来自没有影响关节组织的疾病、病症或病况的对象的对照组织中的相比，检测到关节组织中15-PGDH约10％、约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％、约90％、约100％或更多的增加，可指示关节组织中的关节组织功能障碍和/或退化，与老化、损伤、疾病、病症或病况有关的关节组织的功能或健康的丧失或降低，或者老化、损伤、疾病、病症或病况的存在或发生。

7.15-PGDH抑制剂

在本发明的方法中可以使用以任何方式减少、降低、抵消、减弱、抑制、阻断、下调或消除15-PGDH的表达、稳定性或活性，例如酶活性的任何试剂。抑制剂可以是小分子化合物、肽、多肽、核酸、抗体，例如阻断抗体或纳米抗体，或者以任何方式减少、降低、抵消、减弱、抑制、阻断、下调或消除15-PGDH的表达、稳定性和/或活性，例如15-PGDH的酶活性的任何其他分子。

在一些实施方案中，相对于对照水平，例如，在没有抑制剂的情况下，15-PGDH抑制剂将15-PGDH的活性、稳定性或表达在体内或体外降低至少约10％、至少约15％、至少约20％、至少约25％、至少约30％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％或更多。

抑制剂的功效可例如通过测量15-PGDH酶活性来评估，例如使用标准方法，如在15-PGDH酶、NAD(+)和PGE2存在下，在适当的反应缓冲液中孵育候选化合物，并监测NADH的产生(参见例如，Zhang等人,(2015)Science 348:1224)，或者通过使用多种可用试剂盒中的任一种，如荧光PicoProbe 15-PGDH活性测定试剂盒(BioVision)，或者通过使用在例如EP 2838533 B1中描述的方法和/或指标中的任一种。

抑制剂的功效也可以例如通过检测降低的多核苷酸(例如，mRNA)表达来评估，其可以使用常规技术如RT-PCR、实时RT-PCR、半定量RT-PCR、定量聚合酶链式反应(qPCR)、定量RT-PCR(qRT-PCR)、多重分支DNA(bDNA)测定、微阵列杂交或序列分析(例如，RNA测序(“RNA-Seq”))进行分析。定量多核苷酸表达的方法描述于例如Fassbinder-Orth,Integrative and Comparative Biology,2014,54:396-406；Thellin等人,BiotechnologyAdvances,2009,27:323-333；以及Zheng等人,Clinical Chemistry,2006,52:7(doi:10/1373/clinchem.2005.065078)中。在一些实施方案中，实时或定量PCR或RT-PCR用于测量生物样品中多核苷酸(例如，mRNA)的水平。参见，例如，Nolan等人,Nat.Protoc,2006,1:1559-1582；Wong等人,BioTechniques,2005,39:75-75。用于测量基因表达的定量PCR和RT-PCR测定也可商购获得(例如，基因表达测定，ThermoFisher Scientific)。

在一些实施方案中，如果相比参考值，例如，没有抑制剂的情况下的值，编码15-PGDH的多核苷酸的表达水平在体外或体内降低至少约10％、至少约20％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％、至少约90％或更多，则认为15-PGDH抑制剂是有效的。在一些实施方案中，如果相比参考值，编码15-PGDH的多核苷酸的表达水平降低至少1.5倍、至少2倍、至少3倍、至少4倍、至少5倍、至少6倍、至少7倍、至少8倍、至少9倍、至少10倍或更多，则认为15-PGDH抑制剂是有效的。

15-PGDH抑制剂的有效性也可以通过检测蛋白质表达或稳定性来评估，例如使用本领域技术人员已知的常规技术如免疫测定、二维凝胶电泳和定量质谱法。蛋白质定量技术一般描述于“Strategies for Protein Quantitation,”Principles of Proteomics,第2版,R.Twyman编,Garland Science,2013中。在一些实施方案中，蛋白表达或稳定性通过免疫测定检测，如但不限于酶免疫测定(EIA)，如酶倍增免疫测定技术(EMIT)、酶联免疫吸附测定(ELISA)、IgM抗体捕获ELISA(MAC ELISA)和微粒酶免疫测定(MEIA)；毛细管电泳免疫测定(CEIA)；放射免疫测定(RIA)；免疫放射测定(IRMA)；免疫荧光(IF)；荧光偏振免疫测定(FPIA)；以及化学发光测定(CL)。如果需要，这种免疫测定可以是自动化的。免疫测定也可与激光诱导的荧光结合使用(参见，例如，Schmalzing等人,Electrophoresis,18:2184-93(1997)；Bao,J.Chromatogr.B.Biomed.Sci.,699:463-80(1997))。

为了确定在15-PGDH抑制剂存在下，15-PGDH蛋白水平是否降低，该方法包括将在抑制剂存在下的蛋白(例如，15-PGDH蛋白)的水平与参考值，例如在没有抑制剂的情况下的水平进行比较。在一些实施方案中，如果15-PGDH蛋白的水平与参考值相比降低至少约10％、至少约20％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％、至少约90％或更多，则15-PGDH蛋白在抑制剂存在下降低。在一些实施方案中，如果15-PGDH蛋白的水平与参考值相比降低至少约1.5倍、至少约2倍、至少约3倍、至少约4倍、至少约5倍、至少约6倍、至少约7倍、至少约8倍、至少约9倍、至少约10倍或更多，则15-PGDH蛋白在抑制剂存在下降低。

小分子

在特定的实施方案中，15-PGDH通过施用小分子抑制剂而被抑制。可以使用任何小分子抑制剂，相对于对照，例如在没有抑制剂的情况下的表达、稳定性或活性，其将15-PGDH的表达、稳定性或活性减少例如约10％、约15％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％、约45％、约50％、约55％、约60％、约65％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％或更多。在特定的实施方案中，可以使用能够在体外或体内降低15-PGDH的酶活性的小分子抑制剂。可用于本发明方法中的小分子化合物的非限制性实例包括EP2838533 B1中公开的小分子，其全部公开内容通过引用并入本文中。小分子尤其可以包括EP 2838533 B1的表2中公开的小分子，即SW033291、SW033291异构体B、SW033291异构体A、SW033292、413423、980653、405320、SW208078、SW208079、SW033290、SW208080、SW208081、SW206976、SW206977、SW206978、SW206979、SW206980、SW206992、SW208064、SW208065、SW208066、SW208067、SW208068、SW208069、SW208070以及以上的组合、衍生物、异构体或互变异构体。在特定的实施方案中，使用的15-PGDH抑制剂是SW033291(2-(丁基亚磺酰基)-4-苯基-6-(噻吩-2-基)噻吩并[2,3-b]吡啶-3-胺；PubChem CID:3337839)。

在一些实施方案中，15-PGDH抑制剂是噻唑烷二酮衍生物(例如，亚苄基噻唑烷-2,4-二酮衍生物)，如(5-(4-(2-(噻吩-2-基)乙氧基)亚苄基)噻唑烷-2,4-二酮)、5-(3-氯-4-苯基乙氧基亚苄基)噻唑烷-2,4-二酮、5-(4-(2-环己基乙氧基)亚苄基)噻唑烷-2,4-二酮、5-(3-氯-4-(2-环己基乙氧基)苄基)噻唑烷-2,4-二酮、(Z)-N-苄基-4-((2,4-二氧代噻唑烷-5-亚基)甲基)苯甲酰胺，或者Choi等人,(2013)Bioorganic&Medicinal Chemistry 21:4477-4484；Wu等人,(2010)Bioorg.Med.Chem.18(2010)1428-1433；Wu等人(2011)J.Med.Chem.54:5260-5264；或者Yu等人(2019)Biotechnology and BioprocessEngineering 24:464-475中公开的任何化合物，其全部公开内容通过引用并入本文中。在一些实施方案中，15-PGDH抑制剂是COX抑制剂或化学预防剂，如环格列酮(CID：2750)，或者Cho等人,(2002)Prostaglandins,Leukotrienes and Essential Fatty Acids 67(6):461-465中公开的任何化合物，其全部公开内容通过引用并入本文中。

在一些实施方案中，15-PGDH抑制剂是含有苯并咪唑基团的化合物，如(1-(4-甲氧基苯基)-1H-苯并[d]咪唑-5-基)(哌啶-1-基)甲酮(CID：3474778)，或者含有三唑基团的化合物，如3-(2,5-二甲基-1-(对甲苯基)-1H-吡咯-3-基)-6,7,8,9-四氢-5H-[1,2,4]三唑并[4,3-a]氮杂卓(CID：71307851)，或者Duveau等人(2015)(来自NIH Molecular LibrariesProgram[Internet]的Probe Reports中发表的“Discovery of two small moleculeinhibitors,ML387 and ML388,of human NAD+-dependent 15-hydroxyprostaglandindehydrogenase”)中公开的任何化合物，其全部公开内容通过引用并入本文中。在一些实施方案中，15-PGDH抑制剂是1-(3-甲基苯基)-1H-苯并咪唑-5-基)(哌啶-1-基)甲酮(CID：4249877)，或者Niesen等人,(2010)PLoS ONE 5(11):e13719中公开的任何化合物，其全部公开内容通过引用并入本文中。在一些实施方案中，15-PGDH抑制剂是2-((6-溴-4H-咪唑并[4,5-b]吡啶-2-基硫基)甲基)苄腈(CID：3245059)、哌啶-1-基(1-间甲苯基-1H-苯并[d]咪唑-5-基)甲酮(CID：3243760)或3-(2,5-二甲基-1-苯基-1H-吡咯-3-基)-6,7,8,9-四氢-5H-[1,2,4]三唑并[4,3-a]氮杂卓(CID：2331284)，或者Jadhav等人(2011)(来自NIHMolecular Libraries Program[Internet]的Probe Reports中发表的“Potent andselective inhibitors of NAD+-dependent 15-hydroxyprostaglandin dehydrogenase(HPGD)”)中公开的任何化合物，其全部公开内容通过引用并入本文中。

在一些实施方案中，15-PGDH抑制剂是TD88或Seo等人,(2015)Prostaglandins,Leukotrienes and Essential Fatty Acids 97:35-41或Shao等人,(2015)Genes&Diseases 2(4):295-298中公开的任何化合物，其全部公开内容通过引用并入本文中。在一些实施方案中，15-PGDH抑制剂是EEAH(波罗蜜(Artocarpus heterophyllus)的乙醇提取物)或Karna(2017)Pharmacogn Mag.2017年1月；13(增刊1):S122–S126中公开的任何化合物，其全部公开内容通过引用并入本文中。

抑制性核酸

在一些实施方案中，试剂包含抑制性核酸，例如反义DNA或RNA、小干扰RNA(siRNA)、microRNA(miRNA)或短发夹RNA(shRNA)。在一些实施方案中，抑制性RNA靶向与15-PGDH多核苷酸中的靶序列(例如，包含编码15-PGDH的多核苷酸序列(例如，人HPGD基因，基因ID：3248，包括其转录物变体中的任一种，例如，如GenBank登录号NM_000860.6、NM_001145816.2、NM_001256301.1、NM_001256305.1、NM_001256306.1、NM_001256307.1或NM_001363574.1中所示的)的至少约20个、至少约30个、至少约40个、至少约50个、至少约60个、至少约70个、至少约80个、至少约90个或至少约100个连续的核苷酸，例如约20-500个、约20-250个、约20-100个、约50-500个或约50-250个连续的核苷酸的部分)相同的或基本上相同的(例如，至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约91％、至少约92％、至少约93％、至少约94％、至少约95％、至少约96％、至少约97％、至少约98％或至少约99％相同的)序列。

在一些实施方案中，本文所述的方法包括使用shRNA或siRNA治疗对象，例如患有与关节组织功能障碍和/或退化相关的疾病、病症或病况，如骨关节炎的对象。shRNA是具有发夹转角(turn)的人工RNA分子，其可用于经由其在细胞中产生的siRNA来沉默靶基因表达。参见例如，Fire等人,Nature 391:806-811,1998；Elbashir等人,Nature 411:494-498,2001；Chakraborty等人,Mol Ther Nucleic Acids 8:132-143,2017；以及Bouard等人,Br.J.Pharmacol.157:153-165,2009。在一些实施方案中，治疗对象，例如患有与关节组织功能障碍和/或退化相关的疾病、病症或病况，如骨关节炎的对象的方法包括向对象施用治疗有效量的经修饰的RNA或载体，其包含编码能够与15-PGDH mRNA的一部分(例如，GenBank登记号NM_000860.6、NM_001145816.2、NM_001256301.1、NM_001256305.1、NM_001256306.1、NM_001256307.1或NM_001363574.1中的任一个所示的编码人15-PGDH的多核苷酸序列的一部分)杂交的shRNA或siRNA的多核苷酸。在一些实施方案中，载体还包含本领域已知的合适的表达控制元件，包括例如，启动子(例如，诱导型启动子或组织特异性启动子)、增强子和转录终止子。

在一些实施方案中，试剂是15-PGDH特异性microRNA(miRNA或miR)。microRNA是一种小的非编码RNA分子，其在RNA沉默和基因表达的转录后调节中起作用。miRNA与mRNA转录物内的互补序列碱基配对。结果，mRNA转录物可以通过一种或多种机制沉默，如mRNA链的切割、通过缩短其poly(A)尾而使mRNA去稳定，以及通过核糖体将mRNA转录物翻译成蛋白质的效率的降低。

在一些实施方案中，试剂可以是反义寡核苷酸，例如RNA酶H依赖性反义寡核苷酸(ASO)。ASO是单链的化学修饰的寡核苷酸，其结合靶mRNA中的互补序列，并通过RNA酶H介导的靶RNA的切割和通过核糖体的空间阻断抑制翻译来降低基因表达。在一些实施方案中，寡核苷酸能够与15-PGDH mRNA的一部分(例如，GenBank登录号NM_000860.6、NM_001145816.2、NM_001256301.1、NM_001256305.1、NM_001256306.1、NM_001256307.1或NM_001363574.1中的任一个所示的编码人15-PGDH的多核苷酸序列的一部分)杂交。在一些实施方案中，寡核苷酸具有约10-30个核苷酸(例如，约10个、约12个、约14个、约16个、约18个、约20个、约22个、约24个、约26个、约28个或约30个核苷酸)的长度。在一些实施方案中，寡核苷酸与其结合的mRNA转录物的部分具有100％的互补性。在其他实施方案中，DNA寡核苷酸与其结合的mRNA转录物的部分具有小于100％的互补性(例如，约95％、约90％、约85％、约80％、约75％或约70％互补性)，但仍可形成稳定的RNA:DNA双链体，供RNA酶H切割mRNA转录物。

可以通过提供所靶向的多核苷酸序列，通过寡核苷酸合成的标准方法或通过从合同研究组织或供应商订购这些分子，来生产合适的反义分子、siRNA、miRNA和shRNA。一般来说，可以使用在当代参考文本中描述的标准技术来完成这种反义分子的制备和部署：例如，N.S.Templeton,Gene and Cell Therapy:Therapeutic Mechanisms and Strategies,第4版；J.Laurence和M.Franklin,Translating Gene Therapy to the Clinic:Techniquesand Approaches,第1版；D.O.Azorsa和S.Arora,High-Throughput RNAi Screening:Methods and Protocols(Methods in Molecular Biology)；以及N.Ferrari和R.Segui,Oligonucleotide-Based Drugs and Therapeutics:Preclinical and ClinicalConsiderations。

抑制性核酸还可以包括RNA适配体，其是与蛋白质结合的短的合成寡核苷酸序列(参见例如，Li等人,Nuc.Acids Res.(2006),34:641624)。它们对于靶分子的高亲和力和特异性是显著的，并且具有比抗体更小(通常小于6kD)的另外优点。具有所需特异性的RNA适配体通常选自组合文库，并且可以使用本领域已知的方法进行修饰以减少对核糖核酸酶的脆弱性。

抗体

在一些实施方案中，试剂是抗15-PGDH抗体或其抗原结合片段。在一些实施方案中，抗体是阻断抗体(例如，与靶标结合并直接干扰靶标功能，例如，15-PGDH酶活性的抗体)。在一些实施方案中，抗体是中和抗体(例如，与靶标结合并消除靶标的下游细胞效应的抗体)。在一些实施方案中，抗体结合人15-PGDH。

在一些实施方案中，抗体是单克隆抗体。在一些实施方案中，抗体是多克隆抗体。在一些实施方案中，抗体是嵌合抗体。在一些实施方案中，抗体是人源化抗体。在一些实施方案中，抗体是人类抗体。在一些实施方案中，抗体是抗原结合片段，如F(ab’)₂、Fab’、Fab、scFv等。术语“抗体或抗原结合片段”也可涵盖具有双重或多重抗原或表位特异性的多特异性和杂合抗体。

在一些实施方案中，抗15-PGDH抗体包含本文公开的抗体序列的重链序列或其一部分和/或轻链序列或其一部分。在一些实施方案中，抗15-PGDH抗体包含本文公开的抗15-PGDH抗体的一个或多个互补决定区(CDR)。在一些实施方案中，抗15-PGDH抗体是包含单个单体可变抗体结构域，例如单个VHH结构域的纳米抗体或单域抗体(sdAb)。

为了制备结合15-PGDH的抗体，可以使用本领域已知的许多技术。参见例如，Kohler&Milstein,Nature 256:495-497(1975)；Kozbor等人,Immunology Today 4:72(1983)；Cole等人,第77-96页,Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy,AlanR.Liss,Inc.(1985)；Coligan,Current Protocols in Immunology(1991)；Harlow&Lane,Antibodies,A Laboratory Manual(1988)；以及Goding,Monoclonal Antibodies:Principles and Practice(第2版,1986))。在一些实施方案中，通过用抗原免疫一只或多只动物(如小鼠、兔或大鼠)以诱导抗体应答来制备抗体。在一些实施方案中，抗原与佐剂(例如，弗氏佐剂)结合施用。在一些实施方案中，在初次免疫后，可施用一次或多次随后的加强注射的抗原，以改善抗体产生。免疫后，例如从脾和/或淋巴组织收获抗原特异性B细胞。为了产生单克隆抗体，将B细胞与骨髓瘤细胞融合，随后筛选抗原特异性。

可以从细胞中克隆编码目的抗体的重链和轻链的基因，例如，可以从杂交瘤中克隆编码单克隆抗体的基因并用于产生重组单克隆抗体。也可以从杂交瘤或浆细胞制备编码单克隆抗体的重链和轻链的基因文库。另外，噬菌体或酵母展示技术可用于鉴定特异性结合所选抗原的抗体和异聚Fab片段(参见例如，McCafferty等人,Nature 348:552-554(1990)；Marks等人,Biotechnology 10:779-783(1992)；Lou等人,PEDS 23:311(2010)；以及Chao等人,Nature Protocols 1:755-768(2006))。可选地，可使用基于酵母的抗体呈递系统分离和/或鉴定抗体和抗体序列，如例如Xu等人,Protein Eng Des Sel,2013,26:663-670；WO 2009/036379；WO 2010/105256；以及WO 2012/009568中公开的那些。重链和轻链基因产物的随机组合产生具有不同抗原特异性的大抗体库(参见例如，Kuby,Immunology(第3版,1997))。用于生产单链抗体或重组抗体的技术(第4,946,778号美国专利、第4,816,567号美国专利)也可适于产生抗体。

抗体可以使用任何数量的表达系统产生，包括原核和真核表达系统。在一些实施方案中，表达系统是哺乳动物细胞，如杂交瘤或CHO细胞。许多这样的系统可广泛地从商业供应者获得。在其中抗体包含VH和VL区的实施方案中，VH和VL区可以使用单一载体表达，例如在双顺反子表达单元中，或者在不同启动子的控制下。在其他实施方案中，VH和VL区可以使用单独的载体表达。

在一些实施方案中，抗15-PGDH抗体包含亲合力成熟的一个或多个CDR、重链和/或轻链序列。对于嵌合抗体，制备嵌合抗体的方法是本领域已知的。例如，可以制备嵌合抗体，其中来自一个物种如小鼠的抗原结合区(重链可变区和轻链可变区)与另一种物种如人的效应区(恒定区)融合。作为另一实例，可以制备“类别转换的”嵌合抗体，其中抗体的效应区被不同免疫球蛋白类别或亚类的效应区取代。

在一些实施方案中，抗15-PGDH抗体包含人源化的一个或多个CDR、重链和/或轻链序列。对于人源化抗体，制备人源化抗体的方法是本领域已知的。参见例如，第8,095,890号美国专利。通常，人源化抗体具有一个或多个从非人来源引入其中的氨基酸残基。作为人源化的替代选择，可以产生人类抗体。作为非限制性实例，可以产生转基因动物(例如小鼠)，其在免疫后能够在没有内源性免疫球蛋白产生的情况下产生完整人类抗体库。例如，已经描述了嵌合和种系突变小鼠中抗体重链连接区(JH)基因的纯合缺失导致内源抗体产生的完全抑制。在这样的种系突变小鼠中转移人类种系免疫球蛋白基因阵列将导致在抗原激发后产生人类抗体。参见例如，Jakobovits等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:2551(1993)；Jakobovits等人,Nature,362:255-258(1993)；Bruggermann等人,Year in Immun.,7:33(1993)；以及第5,591,669号、第5,589,369号和第5,545,807号美国专利。

在一些实施方案中，产生抗体片段(如Fab、Fab’、F(ab’)₂、scFv、纳米抗体或双链抗体)。已经开发了各种技术用于产生抗体片段，如完整抗体的蛋白水解消化(参见例如，Morimoto等人,J.Biochem.Biophys.Meth.,24:107-117(1992)；以及Brennan等人,Science,229:81(1985))和重组宿主细胞用于产生片段。例如，可以从抗体噬菌体文库中分离抗体片段。可选地，可以直接从大肠杆菌细胞中回收Fab’-SH片段，并化学偶联以形成F(ab’)₂片段(参见例如，Carter等人,BioTechnology,10:163-167(1992))。根据另一种方法，可以直接从重组宿主细胞培养物中分离F(ab’)₂片段。用于产生抗体片段的其他技术对本领域技术人员来说是显而易见的。

测量结合亲和力和结合动力学的方法是本领域已知的。这些方法包括但不限于固相结合测定(例如，ELISA测定)、免疫沉淀、表面等离子体共振(例如，Biacore^TM(GEHealthcare,Piscataway,NJ))、动力学排阻测定(例如，)、流式细胞术、荧光活化细胞分选(FACS)、BioLayer干涉测量(例如，Octet^TM(FortéBio,Inc.,Menlo Park,CA))，以及蛋白质印迹分析。

肽

在一些实施方案中，试剂是肽，例如，结合和/或抑制15-PGDH的酶活性或稳定性的肽。在一些实施方案中，试剂是肽适配体。肽适配体是被选择或改造以结合特定靶分子的人工蛋白。通常，肽包括由蛋白质支架展示的可变序列的一个或多个肽环。肽适配体的选择可以使用不同的系统进行，包括酵母双杂交系统。肽适配体也可以选自通过噬菌体展示和其他表面展示技术如mRNA展示、核糖体展示、细菌展示和酵母展示构建的组合肽文库。参见例如，Reverdatto等人,2015,Curr.Top.Med.Chem.15:1082-1101。

在一些实施方案中，试剂是affimer。Affimer是小的、高度稳定的蛋白质，通常具有约12-14kDa的分子量，其以与抗体相似的特异性和亲和力结合它们的靶分子。通常，affimer显示两个肽环和一个N端序列，它们可被随机化，以与单克隆抗体相似的方式，以高亲和力和特异性结合不同的靶蛋白。通过蛋白质支架稳定两个肽环限制了肽可能采取的可能构象，与游离肽的文库相比，这增加了结合亲和力和特异性。在本领域中描述了Affimer和制造affimer的方法。参见例如，Tiede等人,eLife,2017,6:e24903。Affimer也可商购获得，例如从Avacta Life Sciences商购获得。

载体和修饰的RNA

在一些实施方案中，使用合适的载体将提供15-PGDH抑制活性的多核苷酸，例如，核酸抑制剂如siRNA或shRNA，或者编码抑制15-PGDH的多肽的多核苷酸引入细胞，例如组织细胞中。可用于本公开内容的递送载体的实例是病毒载体、质粒、外泌体、脂质体、细菌载体或纳米颗粒。在一些实施方案中，使用载体如病毒载体，将本文所述的15-PGDH抑制剂中的任一种，例如核酸抑制剂或编码多肽抑制剂的多核苷酸引入细胞，例如组织细胞中。合适的病毒载体包括但不限于腺相关病毒(AAV)、腺病毒和慢病毒。在一些实施方案中，15-PGDH抑制剂，例如核酸抑制剂或编码多肽抑制剂的多核苷酸，以表达盒的形式提供，通常重组产生，具有与编码抑制剂的多核苷酸序列可操作地连接的启动子。在一些情况下，启动子是在所有或大多数组织类型中指导基因表达的通用启动子；在其他情况下，启动子是在被靶向的组织的细胞中特异性地指导基因表达的启动子。

在一些实施方案中，使用经修饰的RNA将15-PGDH的核酸或蛋白质抑制剂引入对象中，例如引入对象的组织中。本领域已知RNA的各种修饰在引入对象细胞中时，增强例如编码15-PGDH多肽抑制剂的RNA，例如shRNA或mRNA的翻译、效力和/或稳定性。在特定的实施方案中，使用修饰的mRNA(mmRNA)，例如编码15-PGDH的多肽抑制剂的mmRNA。在其他实施方案中，使用包含15-PGDH表达的RNA抑制剂的修饰的RNA，例如siRNA、shRNA或miRNA。可以使用的RNA修饰的非限制性实例包括抗反向帽类似物(ARCA)，例如长度为100-250个核苷酸的polyA尾，用来自已知稳定mRNA的序列替换3'UTR中富含AU的序列，以及包括修饰的核苷和结构，如假尿苷，例如N1-甲基假尿苷、2-硫代尿苷、4’硫代RNA、5-甲基胞苷、6-甲基腺苷、酰胺3连键、硫醇酯连键(thioate linkage)、肌苷、2’-脱氧核糖核苷酸、5-溴-尿苷和2’-O-甲基化核苷。可以使用的化学修饰的非限制性列表可以在例如在线数据库crdd.osdd.net/servers/sirnamod/中找到。可使用任何已知的方法将RNA引入体内细胞中，尤其包括物理干扰、通过阳离子载体产生RNA内吞作用、电穿孔、基因枪、超声、纳米颗粒、缀合物或高压注射。修饰的RNA也可以通过直接注射引入，例如在柠檬酸盐缓冲盐水中。还可以使用通过带负电荷的RNA和阳离子脂质或聚合物如脂质复合物(lipoplexes)、多聚复合物(polyplexes)、聚阳离子和树枝状聚合物之间的电荷间相互作用自发产生的自组装脂质复合物或多聚复合物递送RNA。也可以使用聚合物，如聚L-赖氨酸、聚酰胺胺和聚乙烯亚胺、壳聚糖和聚(β-氨基酯)。参见例如，Youn等人(2015)Expert Opin Biol Ther,Sep 2；15(9):1337-1348；Kaczmarek等人(2017)Genome Medicine 9:60；Gan等人(2019)Naturecomm.10:871；Chien等人(2015)Cold Spring Harb Perspect Med.2015；5:a014035；其各自的全部公开内容通过引用并入本文中。

8.施用方法

本文所述的化合物可在对象中局部施用或全身施用。在一些实施方案中，化合物可直接(局部)施用至关节组织，以改善关节组织和功能，包括例如关节内(在关节内部)或关节周(在关节周围)施用，例如，在关节组织内或关节组织周围注射或直接施加化合物(或包含化合物的治疗组合物)。在一些实施方案中，化合物可以全身施用，以用于治疗关节组织结构和功能，包括例如腹膜内、肌内、动脉内、经口、静脉内、颅内、鞘内、脊柱内、病灶内、鼻内、皮下、脑室内、局部和/或通过吸入。在实例中，化合物例如通过肌内注射经肌内施用。

在一些实施方案中，化合物根据急性方案施用。在某些情况下，将化合物施用至对象一次。在其他情况下，将化合物在一个时间点施用，并在第二时间点再次施用。在其他情况下，在短时间段内(例如，2天、3天、4天、5天、6天、1周、2周、3周、4周、1个月或更长)，作为间歇剂量将化合物重复(例如，每天一次或两次)施用至对象。在一些情况下，化合物施用之间的时间约为1天、2天、3天、4天、5天、6天、1周、2周、3周、4周、一个月或更长。在其他实施方案中，在期望的时间段内根据慢性方案连续或长期施用化合物。例如，可以施用化合物，使得化合物的量或水平在选定的时间段内基本上恒定。

可以通过本领域中常用的方法将化合物施用至对象内。引入的化合物的量可以考虑诸如性别、年龄、体重、疾病、病症或病况的类型、疾病、病症或病况的阶段，以及产生期望结果所需的量的因素。通常，为了施用用于治疗目的的化合物，以药理学有效剂量给予细胞。“药理学有效量”或“药理学有效剂量”是足以产生所需生理效果的量或能够实现所需结果的量，特别是用于治疗疾病、病症或病况，包括减少或消除疾病、病症或病况的一种或多种症状或表现。

本文所述的化合物可通过注射到靶向的关节组织中或通过在靶向的关节组织附近施用，来进行局部施用。

9.药物组合物

本文所述的化合物的药物组合物可以包含药学上可接受的载体。在某些方面，药学上可接受的载体部分地由所施用的特定组合物以及用于施用组合物的特定方法决定。因此，存在本文所述的药物组合物的各种合适的制剂(参见例如，Remington’sPharmaceutical Sciences,第18版,Mack Publishing Co.,Easton,PA(1990))。

如本文所用，“药学上可接受的载体”包括本领域普通技术人员已知的配制药物组合物的任何标准药学上可接受的载体。因此，化合物本身，如作为药学上可接受的盐或作为缀合物存在，可以制备为在药学上可接受的稀释剂中的制剂，所述药学上可接受的稀释剂例如，盐水、磷酸盐缓冲盐水(PBS)、乙醇水溶液或葡萄糖、甘露糖醇、葡聚糖、丙二醇、油(例如植物油、动物油、合成油等)、微晶纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、硬脂酸镁、磷酸钙、明胶、聚山梨醇酯80等的溶液；者作为在适当赋形剂中的固体制剂。

视情况而定，药物组合物通常还包含一种或多种缓冲液(例如，中性缓冲盐水或磷酸盐缓冲盐水)、碳水化合物(例如，葡萄糖、甘露糖、蔗糖或葡聚糖)、甘露糖醇、蛋白质、多肽或氨基酸如甘氨酸、抗氧化剂(例如，抗坏血酸、焦亚硫酸钠、丁基化羟基甲苯、丁基化羟基茴香醚等)、抑菌剂、螯合剂如EDTA或谷胱甘肽、使制剂与接受者的血液等渗、低渗或弱高渗的溶质、助悬剂、增稠剂、防腐剂、调味剂、甜味剂和着色化合物。

本文所述的药物组合物以与剂量制剂相容的方式，以及以治疗有效的量施用。待施用的量取决于多种因素，包括例如个体的年龄、体重、体育活动和饮食，待治疗的疾病、病症或病况以及疾病、病症或病况的阶段或严重程度。在某些实施方案中，还可以通过伴随特定个体中治疗剂的施用的任何不良副作用的存在、性质和程度来确定剂量的大小。

然而，应当理解，用于任何特定患者的具体剂量水平和剂量频率可以变化，并且可以取决于多种因素，包括所采用的具体化合物的活性、该化合物的代谢稳定性和作用时间、年龄、体重、遗传特征、一般健康状况、性别、饮食、施用模式和时间、排泄率、药物组合、特定病况的严重程度和接受治疗的宿主。

在某些实施方案中，化合物的剂量可以采取固体、半固体、冻干粉末或液体剂量形式的形式，诸如例如片剂、丸剂、小丸、胶囊、粉末、溶液、悬浮剂、乳液、栓剂、保留灌肠剂、霜剂、软膏剂、洗剂、凝胶剂、气雾剂、泡沫等，优选为适于简单施用精确剂量的单位剂量形式。

如本文所用，术语“单位剂量形式”是指适合作为用于人类和其他哺乳动物的单位剂量的物理上离散的单位，每个单位含有与合适的药物赋形剂(例如，安瓿)缔合的经计算以产生所需起始、耐受性和/或治疗效果的预定量的治疗剂。另外，可以制备更浓缩的剂量形式，然后可以从其产生更稀的单位剂量形式。因此，更浓缩的剂量形式将含有基本上多于例如治疗化合物的量的至少约1倍、约2倍、约3倍、约4倍、约5倍、约6倍、约7倍、约8倍、约9倍、约10倍或更多倍的量的治疗化合物。

制备这种剂量形式的方法是本领域技术人员已知的(参见例如，Remington’sPharmaceutical Sciences，同上)。剂量形式通常包括常规的药物载体或赋形剂，并且可以另外包括其他药剂、载体、佐剂、稀释剂、组织渗透增强剂、增溶剂等。合适的赋形剂可以通过本领域熟知的方法(参见，例如，Remington’s Pharmaceutical Sciences，同上)调整为特定剂量形式和施用途径。

合适的赋形剂的实例包括但不限于乳糖、葡聚糖、蔗糖、山梨糖醇、甘露糖醇、淀粉、阿拉伯胶、磷酸钙、藻酸盐、黄蓍胶、明胶、硅酸钙、微晶纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素、水、盐水、糖浆、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素和聚丙烯酸如Carbopols，例如Carbopol 941、Carbopol 980、Carbopol 981等。剂量形式可以另外包含润滑剂，如滑石、硬脂酸镁和矿物油；润湿剂；乳化剂；悬浮剂；防腐剂，如甲基-羟基-苯甲酸酯、乙基-羟基-苯甲酸酯和丙基-羟基-苯甲酸酯(例如，对羟基苯甲酸酯)；pH调节剂，如无机酸和有机酸和碱；甜味剂；以及调味剂。剂量形式还可以包含可生物降解的聚合物珠粒、葡聚糖和环糊精包合复合物。

对于口服施用，治疗有效剂量可以是片剂、胶囊、乳剂、悬浮剂、溶液、糖浆、喷雾、锭剂、粉末和缓释制剂的形式。用于口服施用的合适赋形剂包括药物级的甘露糖醇、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、糖精钠、滑石、纤维素、葡萄糖、明胶、蔗糖、碳酸镁等。

治疗有效剂量也可以以冻干形式提供。这样的剂量形式可以包括用于在施用之前重构的缓冲液，例如碳酸氢盐，或者缓冲液可以包括在冻干剂量形式中，以用于利用例如水重构。冻干剂量形式还可以包含合适的血管收缩剂，例如肾上腺素。冻干剂量形式可以在注射器中提供，任选地与用于重构的缓冲液组合包装，使得重构的剂量形式可以立即施用至个体。

在一些实施方案中，可以向对象共施用另外的化合物或药物。这样的化合物或药物可以共施用，以用于减轻所治疗的疾病、病症或病况的体征或症状，减少由免疫应答的诱导引起的副作用等的目的。在一些实施方案中，例如，本文所述的15-PGDH抑制剂与增强PGE2水平和/或PGD2水平的化合物，增强通过EP1、EP2、EP3、EP4、DP1和/或DP2受体的信号传导的化合物和/或旨在增强关节结构和/或功能或所靶向的组织的功能、健康或任何其他所需特性的任何其他化合物一起施用。

10.试剂盒

本文所述的组合物的其他实施方案是包含15-PGDH抑制剂的试剂盒。试剂盒通常包含容器，其可以由多种材料如玻璃或塑料形成，并且可以包括例如瓶、小瓶、注射器和试管。标签通常伴随试剂盒，并且包括任何书写或记录的材料，其可以是电子或计算机可读形式，提供使用试剂盒内容物的说明或其他信息。

在一些实施方案中，试剂盒包含一种或多种用于改善对象的关节组织中的结构和/或功能的试剂。在一些实施方案中，试剂盒包含一种或多种用于治疗与关节组织功能障碍和/或退化相关的疾病、病症或病况如骨关节炎的试剂。在一些实施方案中，试剂盒包含拮抗15-PGDH的表达或活性的试剂。在一些实施方案中，试剂盒包含抑制性核酸(例如，反义RNA、小干扰RNA(siRNA)、microRNA(miRNA)、短发夹RNA(shRNA))或编码15-PGDH抑制多肽的多核苷酸，其阻止或抑制15-PGDH mRNA或蛋白表达或活性，例如酶活性。在一些实施方案中，试剂盒包含修饰的RNA，例如修饰的shRNA或siRNA，或者编码多肽15-PGDH抑制剂的修饰的mRNA。在一些实施方案中，试剂盒还包含一种或多种用于表达抑制性核酸或编码抑制15-PGDH的多肽的多核苷酸的质粒、细菌或病毒载体。在一些实施方案中，试剂盒包含能够与编码15-PGDH的mRNA的一部分杂交的反义寡核苷酸。在一些实施方案中，试剂盒包含特异性结合并抑制15-PGDH蛋白的抗体(例如，单克隆、多克隆、人源化、双特异性、嵌合、阻断或中和抗体)或其抗体结合片段。在一些实施方案中，试剂盒包含阻断肽。在一些实施方案中，试剂盒包含适配体(例如，肽或核酸适配体)。在一些实施方案中，试剂盒包含affimer。在一些实施方案中，试剂盒包含修饰的RNA。在特定的实施方案中，试剂盒包含小分子抑制剂，例如SW033291，其结合15-PGDH或抑制其酶活性。在一些实施方案中，试剂盒还包含一种或多种另外的治疗剂，例如，用于在组合治疗中与拮抗15-PGDH的表达或活性的试剂一起施用的试剂。

在一些实施方案中，试剂盒还可以包含含有用于实施本文所述方法的说明(例如，方案)的指导材料(例如，用于使用试剂盒以改善对象的关节组织中的结构和/或功能；和/或用于使用试剂盒以治疗与关节组织功能障碍和/或退化相关的疾病、病症或病况如骨关节炎的说明)。虽然说明材料通常包括书面或印刷材料，但它们不限于此。本公开内容考虑了能够存储这样的说明并将它们传送给最终用户的任何介质。这种介质包括但不限于电子存储介质(例如，磁盘、磁带、盒、芯片)、光学介质(例如，CD ROM)等。这种介质可以包括提供这种说明材料的互联网网站的地址。

实施例

将通过具体实例的方式更详细地描述本公开内容。提供以下实施例仅用于说明目的，并且不旨在以任何方式限制本公开内容。本领域技术人员将容易认识到可以改变或修改以产生基本上相同结果的各种非关键参数。

实施例1.实施例中使用的材料和方法

小鼠处理。根据斯坦福大学和实验动物护理管理小组(APLAC)的机构指导进行所有实验和方案。老龄(24-28mo.)小鼠C57BL/6获自美国国家老龄化研究所(NIA)老龄群体。通过腹膜内注射5mg/kg的SW033291(SW)(ApexBio目录号A8709)或媒介物(10％乙醇、5％Cremophor EL(Sigma-Aldrich目录号C5135)、85％D5W(葡聚糖5％水)，每天一次处理小鼠，持续1个月。在3项独立的老龄小鼠研究中进行媒介物和SW处理。在整个处理期间发展出皮炎或在终点尸检观察到可见肿瘤的小鼠被排除在研究之外。年轻(3mo.)野生型C57BL/6小鼠获自Jackson实验室(n＝8只小鼠/组)。用雄性小鼠进行研究。

胫骨负荷以诱导年轻小鼠中的骨关节炎。简言之，在4L/min氧气下使用2.5％异氟烷吸入麻醉小鼠。将右胫骨垂直定位，使向上的踝部和向下的膝部在加载杯之间深度屈曲。使用材料测试机(Instron ElectroPulse E1000)，通过膝部经由上杯施加轴向压缩，同时将下杯固定并连接到测压元件。通过在压缩期间释放压缩力来确认ACL撕裂。在负荷后允许小鼠进展6周(每组n＝8只)。对侧左肢用作无负荷对照。经由眶后出血收集小鼠血清以进行多重自身抗体测定。通过颈椎脱位处死小鼠并收集膝关节进行评估。

人软骨组织收集和治疗。根据斯坦福大学批准的人类对象机构审查委员会方案，从经历全膝关节成形术的患者(n>5，年龄范围为55-75岁)的手术膝组织丢弃物中收获人类软骨样品。在研究前由患者给予书面的知情同意书。使用标准活检冲头(Integra,NJ,USA)从软骨样品中提取圆柱形外植体(4mm直径，2-4mm厚度)。在实验之前，在补充有10％胎牛血清(FBS)、25μg mL^-1抗坏血酸、1x谷氨酰胺和1x抗生素-抗真菌溶液的DMEM-F12培养基中培养软骨外植体。为了评估15-PGDH抑制的效果，在评估之前用媒介物(DMSO)或SW(10uM)处理外植体1周。每隔一天向外植体中加入新鲜培养基。

小鼠关节和人软骨外植体的组织学。将小鼠关节固定在4％多聚甲醛中过夜，在乙醇中脱水并包埋在石蜡中。小鼠关节的矢状切片(5μm)由Histoserv,Inc(Germantown,MD)切割。软骨组织学通过番红O(Saf O)染色进行，如先前报道的(Smeriglio等人,2020,SciTransl.Med.12:eaax2332)。用OARSI评分系统，通过盲化分级评估关节。简言之，用番红O对小鼠关节的切片进行染色，并通过为增加的软骨退化深度分配数字0-4(OARSI评分系统)来评价软骨退化。对于高峰评分，对五个区域求和。

用SW处理1周后，将外植体在4％多聚甲醛中固定，用PBS洗涤，并在30％蔗糖溶液中冷冻保存过夜。然后将外植体包埋在Tissue-Tek OCT培养基中，并使用Leica Cryostat切片(约10μm厚)。将切片用苏木精(Sigma)染色以用于核可视化，然后用番红O(目录号731583，Sigma)进行蛋白聚糖染色，并用固绿(目录号F7258,Sigma)进行复染。使用Keyence显微镜在20x放大倍数下使切片可视化。使用来自至少5个不同患者供体和多个(>5个)切片的外植体进行定量分析。

Luminex测定。该测定在斯坦福大学的人类免疫监测中心(Human ImmuneMonitoring Center)进行。根据制造商的建议，使用人76-plex或小鼠48-plex试剂盒(eBioscience/Affymetrix)。简言之，将抗体珠粒和样品加入到96孔板中，并在室温下孵育2小时，然后在4℃下以500-600rpm振荡孵育过夜。然后在洗涤缓冲液中洗涤板，并于室温下，在振荡下加入生物素化的检测抗体保持2小时。洗涤板，并加入链霉亲和素-藻红蛋白。孵育40min并洗涤后，向孔中加入读数缓冲液。使用Luminex200仪器读取板，每种细胞因子的每个样品的下限为50个珠粒。将定制测定对照珠粒加入到所有孔中。使用所有样品的原始MFI读出，并通过GraphPad prism进行分析。

从小鼠关节进行RNA提取和文库制备以用于RNAseq。在体视镜下进行膝关节显微解剖，以通过小心地去除任何腱、滑膜和半月板残留物，然后从下面的骨刮去软骨组织来收集软骨组织(Smeriglio等人,2020,Sci Transl.Med.12:eaax2332)。将分离的软骨组织保存在RNA later(Ambion)中，并在-80℃下储存以供以后使用。使用bullet blender(NextAdvance)在Trizol中将软骨组织均质化，然后使用RNeasy micro-kit(Qiagen)提取和纯化RNA。使用SMARTer stranded Total RNA-Seq kit v3(Takara Bio)从10ng总RNA构建cDNA文库。将文库在Illumina NovaSeq平台(Novogene,CA)上测序至每个样品25-30×10⁶个150bp的配对末端读段。

差异基因表达分析。对于RNA-seq分析，将pseudo aligner Salmon用于定量转录物的表达。使用STAR aligner也将序列针对小家鼠(Mus musculus)基因组(mm9)进行比对。获得含有每个基因和每个样品的计数数目的计数矩阵。通过DESeq2分析该矩阵以计算样品之间基因显著性的统计学分析。使用上调或下调基因，其p值和倍数变化截止值分别为0.05和2。使用创新途径分析(IPA)和DAVID生物信息学工具分析差异表达基因的功能分析。

透射电子显微镜(TEM)。在4℃下，将膝关节在由于0.1M二甲胂酸钠(EMS目录号12300),pH7.4中的2％戊二醛(EMS目录号16000)和4％多聚甲醛(EMS目录号15700)组成的Karnovsky固定剂固定4小时。用冷PBS 3X洗涤关节，然后在4℃下，在于PBS中的14％EDTA溶液中脱钙3天。将样品用PBS洗涤并置于旋转器上的冷/水性1％四氧化锇(EMS目录号19100)中，并允许其升温至室温(RT)保持1h。将样品用超滤的水洗涤3X，然后在室温下，在1％乙酸铀酰(uranyl acetate)中染色2小时。然后将样品在一系列乙醇洗涤液中脱水30分钟，各自在RT下从50％、70％开始，并最终移到4℃过夜。将它们置于冷的95％EtOH中，并允许其升温至RT，变为100％2X，然后置于环氧丙烷(PO)中保持15min。将样品用以1:2、1:1和2:1与PO混合的EMbed-812树脂(EMS目录号14120)各自渗透2h，在室温下，将在2:1树脂与PO的样品保持在罩中旋转过夜。然后将样品放入EMbed-812中保持2-4小时，然后放入模具w/标签和新鲜树脂中，定向并放入65℃烘箱中过夜。

然后使用UC7(Leica,Wetzlar,Germany)，在Forvar/碳包被的100目Cu网格上切割80nm切片，在于50％丙酮中的3.5％乙酸铀酰中染色40秒，然后在Sato柠檬酸铅中染色2分钟。然后在JEOL JEM-1400120kV透射电子显微镜中观察切片。使用具有9μm像素CMOS摄像头的Gatan Orius 832 4k×4k拍摄图像。

1,9-二甲基亚甲基蓝(DMMB)和Pico-green测定。用媒介物或SW(10μM)处理人OA软骨外植体(每个供体n≥3，且至少5个供体)7天。然后，称量外植体，并在65℃下，在木瓜蛋白酶消化缓冲液(5mM l-半胱氨酸、100mM Na₂HPO₄、5mM EDTA、125μg mL^-1木瓜蛋白酶，pH7.5)中消化过夜。消化后，将样品在室温下以21,000xg离心5min。然后将上清液用于DMMB和Pico-green测定，以用于根据公开的方案(Sahu等人,2021,Adv.Healthc.Mater.10:e2002118)，估算OA软骨外植体中的硫酸化糖胺聚糖(sGAGs)含量。简言之，将20μL样品与200μL DMMB溶液(溶解于0.03m NaCl、40mm甘氨酸、9.5％0.1m乙酸，pH3.0的水溶液中的16mg DMMB染料)混合，并立即在525nm处测量吸光度。利用4-硫酸软骨素(Chondroitin-4sulfate)作为标准。通过Pico-green测定(Quant-iT Pico-green dsDNA测定试剂盒，Invitrogen)，根据制造商的说明，使用OA外植体的相同木瓜蛋白酶消化上清液，测量OA外植体中的DNA含量。将OA软骨外植体中定量的硫酸化GAG含量标准化为相应外植体的重量和DNA含量。

细胞周期标志物-Ki67免疫染色。如前面部分中所述，将用媒介物和SW处理的人OA外植体固定并包埋在OCT中。使用低温恒温器在聚l-赖氨酸包被的载玻片上获得10μm切片。使用标准方案进行免疫染色。简言之，用0.25％Triton X-100将组织切片透化10min，并用PBS洗涤。还进行蛋白酶-K处理10min，以对抗原去掩蔽(unmask)。然后，洗涤切片，并在室温下用2％山羊血清封闭2h。封闭后，将切片与一抗，即抗人Ki67抗体(1:100，目录号14-5699-82，eBioscience)一起在4℃下孵育过夜。在一抗孵育后，将载玻片在PBS中洗涤三次，并与以1:250稀释的山羊抗小鼠Alexa fluor 546二抗一起在室温下孵育1小时。然后用PBS洗涤载玻片，在Hoechst 33342(2μg mL^-1，目录号H3570，Invitrogen)中孵育15min，最后用水性封固介质封片。将染色的切片在共焦显微镜(Leica)下以63X放大率可视化。在ImageJ中进行图像分析。

实施例2.通过小分子处理的全身性15-PGDH抑制使老龄小鼠中的软骨再生

为了测试在老化(或骨关节炎)关节中观察到的软骨退化是否可以通过15-PGDH的小分子抑制剂的全身性递送来克服，将24月龄的老龄小鼠的群组用SW033291(SW)或媒介物经腹膜内进行处理(图1，上图面)。SW先前被广泛地表征为体外15-PGDH的特异性抑制剂(ki为0.1nM)。在体内，显示SW将骨髓、结肠、肺和肝脏中的PGE2水平增加了2倍，以及在较小程度上增加PGD2水平，这增强了年轻小鼠中这些组织损伤后的再生(Zhang等人,2015,Science 348:aaa2340)。发现在每天经腹膜内SW处理一个月后，老化肌肉中的15-PGDH比活性显著降低，并且通过LC-MS/MS检测到与年轻肌肉相当的PGE2和PGD2水平的伴随增加(Palla等人,2021,Science 371:eabc8059)。

在组织学上测试这些小鼠的膝关节时，在用媒介物对照处理的老龄小鼠中观察到广泛分布的软骨退化。对软骨蛋白聚糖(GAG)进行染色的小鼠膝关节的番红O染色的代表性图像显示与老化相关的GAG染色减少、软骨厚度减少和纤维性颤动增加。然而，在每天经腹膜内注射SW033291后，老龄小鼠的关节显示出具有增加的厚度、GAG染色和更平滑的软骨表面的改善的软骨结构(图1，左下图面)。在对照或SW处理后基于OARSI评分系统(Glasson等人,2010,Osteoarthritis Cartilage 18 suppl.3:S17-23)的小鼠膝关节的盲化评分时，观察到与对照处理的小鼠相比，SW处理后小鼠膝关节的最大损伤评分、最大评分以及累积高峰评分显著降低(图1，右下图面)。18只独立小鼠的群组中的这些结果清楚地显示SW介导的15-PGDH抑制能够抑制年龄相关的骨关节炎。

实施例3.通过关节内SW注射的膝盖中的局部15-PGDH抑制减弱成年小鼠中的创伤 后OA

为了测试在OA诱导后15-PGDH抑制是否在更年轻的成年小鼠中具有保护性，通过在小鼠膝盖上施加胫骨压迫导致前交叉韧带(ACL)破裂，在年轻的成年小鼠(3个月大)中诱导OA。这种损伤模型再现了在人类患者中经常观察到的ACL损伤。在损伤1周后，每周两次给予媒介物或SW的局部关节内注射，持续4周。在6周时，使小鼠安乐死，并收集膝关节(图2的左上图面所示的实验方案)。小鼠膝关节的番红O染色显示在媒介物注射的小鼠中降低的GAG染色和软骨降解(图2，右上图、上图)，而SW注射的小鼠显示更高的GAG染色和降低的软骨降解(图2，右上图面，底部行)。在基于OARSI评分系统对小鼠膝关节进行盲化评分时，观察到与媒介物注射相比，SW注射后小鼠膝关节的最大损伤评分、最大评分以及累积高峰评分显著降低(图2，左下图面)。为了评估这些小鼠中的炎症，利用来自媒介物或SW注射的小鼠的血清来测试39-plex Luminex细胞因子组。与CCL7、CXCL10、CCL4、VEGF、IL27和IL2显著下调的媒介物处理的小鼠相比，在SW中观察到炎性细胞因子水平的总体降低(图2，右下图面)。这些观察结果证实了通过SW处理的局部15-PGDH抑制不仅增强软骨再生，而且减少骨关节炎小鼠中的炎症。

实施例4. 15-PGDH抑制改变老龄小鼠中软骨更新的多种途径

为了鉴定15-PGDH可通过其对老化软骨发挥作用的下游分子途径，对来自老龄小鼠(24mo)的媒介物和SW处理的软骨进行转录组学分析，并通过RNA-seq与来自年轻成年小鼠(3mo)的软骨进行比较。图3显示了三组——年轻软骨和媒介物或SW处理的老化软骨中差异表达基因(DEG)的热图。在301个差异表达基因(DEG)中，与媒介物相比，在用SW处理的老化软骨中，147个基因上调，且154个基因下调。表1显示了用媒介物或SW全身性处理的老龄小鼠的软骨中显著改变的途径的创新途径分析(IPA)。表2显示了年轻和媒介物处理的老龄小鼠的软骨中显著改变的途径的IPA。表3显示了与表1和表2中鉴定的线粒体氧化磷酸化途径相关的显著改变的基因的倍数变化(均值和标准偏差(“STD”))。表4显示了与表1和表2中鉴定的骨关节炎途径相关的显著改变的基因的倍数变化(均值和标准偏差(“STD”))。IPA揭示了在SW处理的软骨中参与线粒体功能和代谢的基因的显著上调(表1)。发现对线粒体的功能和能量产生重要的酶COX5a和Ndufa9在SW处理的软骨中显著上调，几乎达到年轻软骨中观察到的水平(表3)。相反，与年轻软骨相比，参与线粒体功能障碍和骨关节炎的途径/基因在媒介物处理的老化软骨中显著上调(表2和表4)。这些观察结果表明，通过SW处理的15-PGDH抑制影响了使老化软骨向更年轻表型更新的多种途径。

表1.老化SW处理的小鼠相对于老化媒介物处理的小鼠中的富集途径。

创新经典途径	-log(p值)
		氧化磷酸化	6.1
线粒体功能障碍	4.44
		Sirtuin信号传导途径	4.36
骨关节炎途径	3.3
		吞噬体形成	2.434
发育中EMT的调节	2.417
		抗原呈递途径	1.987
内吞作用信号传导	1.91
		FAK信号传导	1.9

表2.老化媒介物处理的小鼠对比年轻小鼠中的富集途径。

创新经典途径	-log(p值)
		线粒体功能障碍	59
氧化磷酸化	57.4
		Sirtuin信号传导途径	39.5
雌激素受体信号传导	26.5
		糖皮质激素受体信号传导	20.3
钙信号传导	16.6
		TCA循环II(真核的)	13.7
肌动蛋白细胞骨架信号传导	10
		骨关节炎途径	3.164

表3.氧化磷酸化相关基因的倍数变化。

表4.骨关节炎相关基因的倍数变化。

实施例5. 15-PGDH抑制加强老化软骨中的线粒体生物发生

由于老化软骨中的15-PGDH抑制导致与线粒体生物发生相关的基因和途径的上调，因此在小鼠膝关节中的关节软骨中的年轻和老化软骨细胞中直接研究线粒体生物发生。透射电子显微镜(TEM)图像揭示了当与年轻软骨(3个月大的小鼠)相比时，老化软骨(24个月大的小鼠)中每个细胞的线粒体总数显著减少(图4，上图面)。有趣的是，与媒介物处理的老化软骨相比，在SW处理的组织学切片中观察到每个细胞的线粒体数量显著增加(图4，上图面)。在使用Image j软件定量每个细胞的线粒体时，发现这些变化对于SW处理将老化软骨细胞中的线粒体数目恢复到年轻软骨的水平是显著的(图4，下图面)。

实施例6.人OA软骨外植体中的15-PGDH抑制诱导再生应答并减少炎症

接下来，测试15-PGDH抑制在人OA软骨中的效果。根据斯坦福批准的IRB方案，从来自进行全膝置换的患者的手术丢弃的股骨头中分离人关节软骨。按先前所述(Sahu等人,2021,Adv.Healthc.Mater.10:e2002118)，穿孔并培养类似大小的4mm直径的OA软骨外植体。将OA外植体用媒介物或SW处理1周。通过番红O染色评估软骨外植体切片中的蛋白聚糖含量，并且在用SW处理的软骨的所有不同区中，特别是在中间和深区中，观察到GAG染色的增加(图5，左上图面)。也通过用DMMB染料测量，独立地定量硫酸化的糖胺聚糖(sGAG)。观察到与媒介物相比，通过该生化测定测量的GAG含量在用SW处理的人外植体中显著增加(图5，右上图面)。接下来，研究了SW处理对细胞增殖的影响。在用细胞周期标志物Ki67进行免疫染色时，观察到SW中Ki67阳性细胞相对于媒介物处理的外植体出现增加(图5，下图面)。这种增加也通过Ki67强度分布图得到证实，其显示SW处理细胞中Ki67表达相对于媒介物处理的细胞出现增加(图6，上图面)。接下来，为了测试15-PGDH抑制对炎症的影响，使用72-plexLuminex细胞因子组来评估媒介物或SW处理的人OA外植体的培养基中的细胞因子水平。在SW处理的外植体的分泌组中观察到GMCSF、IL6和CCL5水平的显著降低(图6，下图面)，显示了与在小鼠中一样，人OA软骨的SW处理也导致炎性细胞因子的降低。

尽管为了清楚理解的目的，已经通过说明和实例的方式在一定程度上详细描述了前述公开内容，但是本领域技术人员将理解，可以在所附权利要求的范围内实践某些改变和修改。另外，本文提供的每篇参考文献均通过引用以其整体并入本文中，其程度如同每篇参考文献单独通过引用并入本文中一样。

示例性实施方案

根据本公开的主题提供的示例性实施方案包括但不限于权利要求和以下实施方案：

实施方案1：改善对象的关节组织的结构和/或功能的方法，所述方法包括：向所述对象施用有效抑制所述对象中15-PGDH活性和/或降低所述对象中15-PGDH水平的量的15-羟基前列腺素(15-PGDH)抑制剂，从而改善所述对象的关节组织的结构和/或功能。

实施方案2：如实施方案1所述的方法，其中所述施用增加所述对象的关节组织中前列腺素E₂(PGE2)和/或前列腺素D₂(PGD2)的水平。

实施方案3：如实施方案2所述的方法，其中所述关节组织中PGE2和/或PGD2的水平相对于施用所述15-PGDH抑制剂之前的关节组织增加。

实施方案4：如实施方案1-3中任一项所述的方法，其中所述对象的关节组织显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物。

实施方案5：如实施方案4所述的方法，其中所述至少一种标志物选自：GAG染色减少、软骨厚度减小、纤维性颤动增加、软骨表面光滑度降低、骨组织密度降低、OARSI评分增加、sGAG水平降低、细胞增殖减少、所述对象的疼痛和/或疼痛相关行为增加、印度刺猬因子(Ihh)蛋白表达增加、分解代谢基因表达增加、合成代谢软骨细胞基因表达减少、参与线粒体功能和代谢的基因表达减少、参与线粒体功能障碍和/或骨关节炎的基因表达增加、线粒体生物发生减少、线粒体水平降低、X型胶原水平增加、软骨细胞大小增加、软骨细胞球形度增加、细胞因子和/或趋化因子水平增加、炎性介质水平增加、细胞衍生的和/或基质衍生的产物水平增加，以及以上的组合。

实施方案6：如实施方案4或5所述的方法，其中所述施用减少关节组织功能障碍和/或退化的至少一种标志物。

实施方案7：如实施方案4-6中任一项所述的方法，其中所述关节组织功能障碍和/或退化是老化的结果。

实施方案8：如实施方案4-6中任一项所述的方法，其中所述关节组织功能障碍和/或退化是损伤的结果。

实施方案9：如实施方案8所述的方法，其中所述损伤选自：软骨损伤、关节损伤、创伤、前交叉韧带(ACL)撕裂、半月板撕裂、髋臼盂唇撕裂、肩袖损伤、颈椎病、脊柱骨折、髋部骨折、退行性脊椎滑脱、椎间盘滑出、椎间盘突出以及以上的组合。

实施方案10：如实施方案4-6中任一项所述的方法，其中所述关节组织功能障碍和/或退化是疾病、病症或病况的结果。

实施方案11：如实施方案10所述的方法，其中所述疾病、病症或病况选自：骨关节炎、其他关节炎类型、骨质疏松症、类风湿性关节炎、幼年特发性关节炎、痛风、系统性红斑狼疮、血清阴性脊柱关节病、退行性椎间盘疾病、先天性软骨病症、骨病症以及以上的组合。

实施方案12：如实施方案10所述的方法，其中所述疾病、病症或病况是骨关节炎。

实施方案13：如实施方案4-12中任一项所述的方法，其中所述关节组织中PGE2和/或PGD2的水平增加至与未显示所述功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平基本上类似的水平。

实施方案14：如实施方案4-13中任一项所述的方法，其中所述关节组织中PGE2和/或PGD2的水平增加至未显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平的10％至200％内的水平。

实施方案15：如实施方案1-14中任一项所述的方法，其中所述关节组织选自：软骨、滑膜、骨、骨髓、韧带、腱、囊、半月板以及以上的组合。

实施方案16：如实施方案1-15中任一项所述的方法，其中所述关节组织的结构和/或功能相对于施用所述15-PGDH抑制剂之前的关节组织得到改善。

实施方案17：如实施方案1-16中任一项所述的方法，其中所述方法导致GAG染色增加、软骨厚度增加、纤维性颤动减少、软骨表面光滑度增加、骨组织密度增加、OARSI评分降低、sGAG水平增加、细胞增殖增加、所述对象的疼痛和/或疼痛相关行为减少、印度刺猬因子(Ihh)蛋白表达减少、分解代谢基因表达减少、合成代谢软骨细胞基因表达增加、参与线粒体功能和代谢的基因表达增加、参与线粒体功能障碍和/或骨关节炎的基因表达降低、线粒体生物发生增加、线粒体水平增加、X型胶原水平降低、软骨细胞大小减小、软骨细胞球形度降低、细胞因子和/或趋化因子水平降低、炎性介质水平降低、细胞衍生的和/或基质衍生的产物水平降低，或者以上的任意组合。

实施方案18：如实施方案1-17中任一项所述的方法，其中所述方法导致所述关节组织中PGE2和/或PGD2代谢物的水平相对于施用所述15-PGDH抑制剂之前的关节组织中PGE2和/或PGD2代谢物的水平降低。

实施方案19：如实施方案4-18中任一项所述的方法，其中所述方法导致所述关节组织中PGE2和/或PGD2代谢物的水平与未显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平基本上类似。

实施方案20：如实施方案18或19所述的方法，其中所述PGE2和/或PGD2代谢物选自15-酮PGE2和13,14-二氢-15-酮PGE2。

实施方案21：如实施方案1-20中任一项所述的方法，其中所述15-PGDH抑制剂选自小分子化合物、阻断抗体、纳米抗体和肽。

实施方案22：如实施方案1-21中任一项所述的方法，其中所述15-PGDH抑制剂是SW033291。

实施方案23：如实施方案1-20中任一项所述的方法，其中所述15-PGDH抑制剂选自反义寡核苷酸、microRNA、siRNA和shRNA。

实施方案24：如实施方案1-23中任一项所述的方法，其中所述对象是人。

实施方案25：如实施方案1-24中任一项所述的方法，其中所述对象小于30岁。

实施方案26：如实施方案1-24中任一项所述的方法，其中所述对象为至少为30岁。

实施方案27：如实施方案1-26中任一项所述的方法，其中所述15-PGDH抑制剂降低或阻断15-PGDH表达。

实施方案28：如实施方案1-27中任一项所述的方法，其中所述15-PGDH抑制剂降低或阻断15-PGDH的酶活性。

Claims (29)

1.改善对象的关节组织的结构和/或功能的方法，所述方法包括：向所述对象施用有效抑制所述对象中15-PGDH活性和/或降低所述对象中15-PGDH水平的量的15-羟基前列腺素(15-PGDH)抑制剂，从而改善所述对象的关节组织的结构和/或功能。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述施用增加所述对象的关节组织中前列腺素E₂(PGE2)和/或前列腺素D₂(PGD2)的水平。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述关节组织中PGE2和/或PGD2的水平相对于施用所述15-PGDH抑制剂之前的关节组织增加。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述对象的关节组织显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述至少一种标志物选自：GAG染色减少、软骨厚度减小、纤维性颤动增加、软骨表面光滑度降低、骨组织密度降低、OARSI评分增加、sGAG水平降低、细胞增殖减少、所述对象的疼痛和/或疼痛相关行为增加、印度刺猬因子(Ihh)蛋白表达增加、分解代谢基因表达增加、合成代谢软骨细胞基因表达减少、参与线粒体功能和代谢的基因表达减少、参与线粒体功能障碍和/或骨关节炎的基因表达增加、线粒体生物发生减少、线粒体水平降低、X型胶原水平增加、软骨细胞大小增加、软骨细胞球形度增加、细胞因子和/或趋化因子水平增加、炎性介质水平增加、细胞衍生的和/或基质衍生的产物水平增加，以及以上的组合。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述施用减少关节组织功能障碍和/或退化的至少一种标志物。

7.如权利要求4所述的方法，其中所述关节组织功能障碍和/或退化是老化的结果。

8.如权利要求4所述的方法，其中所述关节组织功能障碍和/或退化是损伤的结果。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述损伤选自：软骨损伤、关节损伤、创伤、前交叉韧带(ACL)撕裂、半月板撕裂、髋臼盂唇撕裂、肩袖损伤、颈椎病、脊柱骨折、髋部骨折、退行性脊椎滑脱、椎间盘滑出、椎间盘突出以及以上的组合。

10.如权利要求4所述的方法，其中所述关节组织功能障碍和/或退化是疾病、病症或病况的结果。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述疾病、病症或病况选自：骨关节炎、其他关节炎类型、骨质疏松症、类风湿性关节炎、幼年特发性关节炎、痛风、系统性红斑狼疮、血清阴性脊柱关节病、退行性椎间盘疾病、先天性软骨病症、骨病症以及以上的组合。

12.如权利要求10所述的方法，其中所述疾病、病症或病况是骨关节炎。

13.如权利要求4所述的方法，其中所述关节组织中PGE2和/或PGD2的水平增加至与未显示所述功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平基本上类似的水平。

14.如权利要求4所述的方法，其中所述关节组织中PGE2和/或PGD2的水平增加至未显示所述功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平的10％至200％内的水平。

15.如权利要求1所述的方法，其中所述关节组织选自：软骨、滑膜、骨、骨髓、韧带、腱、囊、半月板以及以上的组合。

16.如权利要求1所述的方法，其中所述关节组织的结构和/或功能相对于施用所述15-PGDH抑制剂之前的关节组织得到改善。

17.如权利要求1所述的方法，其中所述方法导致GAG染色增加、软骨厚度增加、纤维性颤动减少、软骨表面光滑度增加、骨组织密度增加、OARSI评分降低、sGAG水平增加、细胞增殖增加、所述对象的疼痛和/或疼痛相关行为减少、印度刺猬因子(Ihh)蛋白表达减少、分解代谢基因表达减少、合成代谢软骨细胞基因表达增加、参与线粒体功能和代谢的基因表达增加、参与线粒体功能障碍和/或骨关节炎的基因表达降低、线粒体生物发生增加、线粒体水平增加、X型胶原水平降低、软骨细胞大小减小、软骨细胞球形度降低、细胞因子和/或趋化因子水平降低、炎性介质水平降低、细胞衍生的和/或基质衍生的产物水平降低，或者以上的任意组合。

18.如权利要求1所述的方法，其中所述方法导致所述关节组织中PGE2和/或PGD2代谢物的水平相对于施用所述15-PGDH抑制剂之前的关节组织中PGE2和/或PGD2代谢物的水平降低。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述PGE2和/或PGD2代谢物选自15-酮PGE2和13,14-二氢-15-酮PGE2。

20.如权利要求4所述的方法，其中所述方法导致所述关节组织中PGE2和/或PGD2代谢物的水平与未显示功能障碍和/或退化的至少一种标志物的对象的关节组织中存在的水平基本上类似。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述PGE2和/或PGD2代谢物选自15-酮PGE2和13,14-二氢-15-酮PGE2。

22.如权利要求1所述的方法，其中所述15-PGDH抑制剂选自小分子化合物、阻断抗体、纳米抗体和肽。

23.如权利要求1所述的方法，其中所述15-PGDH抑制剂是SW033291。

24.如权利要求1所述的方法，其中所述15-PGDH抑制剂选自反义寡核苷酸、microRNA、siRNA和shRNA。

25.如权利要求1所述的方法，其中所述对象是人。

26.如权利要求1所述的方法，其中所述对象小于30岁。

27.如权利要求1所述的方法，其中所述对象为至少为30岁。

28.如权利要求1所述的方法，其中所述15-PGDH抑制剂降低或阻断15-PGDH表达。

29.如权利要求1所述的方法，其中所述15-PGDH抑制剂降低或阻断15-PGDH的酶活性。