研究人员鉴定了人类骨骼干细胞
从胎儿和成人的骨骼中分离出的人类骨骼干细胞可以变成骨头、软骨或基质细胞。这是首次在啮齿类动物模型中发现骨骼干细胞。研究人员还能够从人类诱导多能干细胞中提取骨骼干细胞,开辟了新的治疗可能性。这一发现发表在9月20日的杂志上细胞.
斯坦福大学医学院的资深研究作者Michael Longaker说:“鉴于退行性、肿瘤、创伤后和手术后骨骼疾病带来的巨大医疗负担,我们相信,识别这种人类骨骼干细胞并阐明其谱系图将使骨骼疾病的分子诊断和治疗成为可能。”
骨骼组织,如骨拥有非凡的再生潜力。骨缺损很容易愈合,一些脊椎动物的肢体可以再生。但是其他脊椎动物骨骼组织的再生能力受到更多的限制。例如,老鼠和人类的骨骼可以从小到中等大小的缺陷中恢复,但成人软骨组织几乎没有再生能力。此外,随着时间的推移,老鼠和人类都显示出严重的与年龄相关的骨组织退化。
骨骼功能障碍会导致一系列的健康问题,从与年龄相关的疾病,如骨质疏松和骨关节炎,到无法愈合的骨骼损伤,血液疾病,甚至癌症。尽管它对健康和疾病有重大影响,但旨在改善骨骼功能的治疗方案目前有限。一个主要的障碍是,干细胞在人类骨骼系统中的调节在很大程度上仍未被探索。
在这项新研究中,Longaker和他的合作者通过识别和表征人类骨骼干,解决了这方面的知识空白细胞以及下游各种组织中的骨和软骨后代。这些自我更新和多能细胞存在于胎儿和成人的骨髓组织中,可以从诱导多能干细胞(iPSCs)中获得。通过定义人类骨骼干细胞和下游骨骼祖细胞之间的关系,研究人员创建了干细胞介导的人类骨骼组织形成的详细谱系图。
此外,与小鼠的转录组和表观遗传比较骨骼干细胞揭示了调节干细胞介导的骨骼组织形成的进化保守途径,以及可能调节骨发育和骨骼结构的物种特异性差异的不同分子途径。
“通过比较不同种类脊椎动物之间特定类型干细胞的分子和功能差异,有可能发现其内在的收敛和发散机制组织生长和再生,并将这一理解应用于促进人类的健康和恢复活力,”斯坦福大学医学院的第一作者查尔斯·陈说。