选角:为什么固定有助于治疗

到目前为止，美国急诊室最常见的伤害是影响四肢的伤害。固定是最常见的治疗方法，然而，直到最近，人们还不清楚为什么这种技术能促进愈合。

在最近发表于临床研究杂志Benjamin Levi，医学博士，现为UT西南大学外科和整形外科副教授，发现了固定可以改变受伤肢体和肢体的机制细胞在受伤的地方。这一发现最终可以帮助医生优化四肢损伤患者的治疗。

Levi和他在密歇根大学(University of Michigan)的团队发现，受伤后用石膏或夹板固定四肢会改变干细胞与细胞外环境相互作用的方式，将它们的命运从衰弱的骨骼转变为良性脂肪。Levi在加入西南大学之前曾在密歇根大学工作。

李维补充说，到目前为止，还不清楚为什么有些伤口会异常愈合，往往会带来有害的后果。李维在德克萨斯大学西南分校的查尔斯和简帕克矿物质代谢和临床研究中心以及儿童医学中心研究所拥有额外的职位。例如，他解释说，在他的实践中，他经常看到病人患上了一种叫做异位骨化(HO)的疾病，在这种疾病中，骨骼在受伤后在肌肉和肌腱等非骨骼组织中生长。利瓦伊和他的同事们注意到，骨性关节炎更常发生在关节部位，这些部位在受伤或手术后有更多的机械张力，但这种现象背后的机制尚不清楚。

为了弄清这个问题，利瓦伊和他的同事们研究了一个小鼠HO模型。受影响的老鼠要么被安装了固定装置——就像小石膏一样保持关节稳定——在跑步机上锻炼，要么被给予类似于许多人类病人在关节手术后接受的活动范围锻炼。锻炼或接受活动范围锻炼的老鼠患上了ho，而不活动的老鼠则没有。相反，被固定的动物在受影响的部位产生了脂肪气泡，而不是骨头。

研究人员深入研究后收获颇丰间充质干细胞(MSCs)——在愈合过程中起关键作用的细胞类型。当研究人员检查哪些基因在这些细胞中活跃时，他们发现与细胞如何附着在表面并与细胞外基质相互作用有关的分子途径表达增加，细胞外基质是细胞外蛋白质和其他分子的网络，它们滋养细胞并提供物理支持。基因操作或使用小分子来灭活这些分子途径，可抑制HO在动员小鼠中的发展。

通过检查细胞外基质，利瓦伊和他的同事发现胶原纤维在活动的动物中，它们倾向于排成有序的行列，这种模式允许间充质干细胞沿着纤维伸展。相比之下，固定动物的胶原纤维具有更随机的模式，限制了间充质干细胞的拉伸，使其保持致密。

利维解释说，正是细胞外环境的这些差异似乎使间充质干细胞走上了骨骼或脂肪的轨道。当研究人员将间充质干细胞放在实验室培养皿中排列整齐的胶原蛋白上时，它们最终变成了骨细胞。将它们放在未排列的胶原蛋白上，会促使它们长成脂肪。两组细胞的基因激活模式都证实了骨骼或脂肪基因的表达增加，这取决于它们分别生长在排列或未排列的胶原基质上。

“关键的信息是，当我们固定关节时，我们在组织水平和细胞水平上改变了伤口的整个环境，”利瓦伊说。“我们可以利用这些知识来帮助治疗，要么改变我们的动员方案，要么针对影响细胞与细胞相互作用的特定基因细胞外基质使用已经在临床管道中的小分子。”

他补充说，这些发现已经对临床护理产生了影响。尽管医生们长期以来一直致力于让烧伤患者的关节尽快活动，但烧伤中心现在使用的治疗方案明显不那么激进，以降低患者患HO的几率。受伤后第一周的活动量现在进行了调整，这已被证明可以减少发生HO和限制僵硬的可能性。

虽然这项研究的初步研究并不是在西南大学进行的，但这项研究的下一阶段目前正在李维的西南大学实验室进行。