科學家研究發現骨骼癒合的新機制

2021-02-13 瑞思坦生物

成人骨骼的修復依賴於骨幹細胞的活化，而我們對骨骼幹細胞的特徵仍然缺乏了解。骨髓內以及骨膜周圍的骨膜（組織的外層）中都有幹細胞的存在，以前的研究表明，這兩個幹細胞群雖然具有許多相同的特徵，但仍存在獨特的功能和特定的調節機制。

近日，來自貝勒醫學院的研究人員發表了一項新的研究，他們發現了一種新的分子機制，這種機制或有助於成年骨骼的維護和修復，並為開發改善骨骼癒合的治療策略提供了可能性。相關研究結果發表在《Cell Stem Cell》雜誌上。

圖片來源：《Cell Stem Cell》

眾所周知，骨膜幹細胞由異質細胞組成，可以促進骨骼增厚、形狀生成和骨折修復。在這項研究中，研究人員開發了一種新方法來識別骨膜幹細胞的不同亞群，確定它們在活小鼠模型中對骨折修復的作用，並確定在生理條件下調節其遷移和增殖的特定因素。

在小鼠模型中，研究人員根據骨膜幹細胞的特定標記，鑑定出幹細胞的獨特亞群，該亞群有助於成年骨骼的再生。骨膜幹細胞通過參與骨骼癒合對機械損傷作出反應，這一過程對於治癒成年小鼠的骨折非常重要，而且骨膜幹細胞對骨骼再生的貢獻率高於骨髓幹細胞。

此外，研究人員還發現，骨膜幹細胞還對趨化因子CCL5有反應。骨膜幹細胞表面受體與CCL5結合，後者向細胞發送信號，使其向受傷的骨頭部位遷移並對其進行修復。在小鼠模型中刪除CCL5基因會導致骨骼修復中明顯的缺陷或癒合時間的延長。當研究人員向缺乏CCL5的小鼠人為提供CCL5時，骨癒合過程得以加速。

這些發現有助於更好地了解成年骨骼如何癒合，提示了潛在的應用治療價值。例如，在患有糖尿病或骨質疏鬆症的人中，骨癒合相對緩慢，並且可能由於活動受限而導致其他併發症的發生。因此，加速骨癒合可以減少住院時間並改善預後。

這是第一批表明骨幹細胞是異質的，不同亞型具有受特定機制調控的獨特性的研究之一。研究人員表示，這項研究讓我們了解了骨幹細胞的功能是如何被調節的，為開發治療成人骨損傷的新型治療策略提供了可能性。

資訊出處：

[1]Laura C.Ortinau,HamiltonWang,et al.Identification of Functionally Distinct Mx1+αSMA+ Periosteal Skeletal Stem Cells[J].Cell Stem Cell,2019,(12).

[2]Baylor College of Medicine.New bone healing mechanism has potential therapeutic applications[N].Science Daily,2019-12-09.

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