研究人员发现,不同的干细胞负责修复不同类型的骨损伤
德克萨斯大学西南分校儿童医学中心研究所(CRI)的一项新研究发现,不同的骨骼干细胞(SSC)群有助于不同类型的骨损伤的修复。
这项研究发表在细胞干细胞在美国,研究人员发现了不同的细胞标记物,使他们能够追踪骨骼内部骨髓中的SSCs和骨骼外表面骨膜中的SSCs。他们发现,虽然骨髓SSCs负责正常骨骼中骨细胞的持续生成和某些骨损伤的修复,但骨膜SSCs主要负责骨折修复。
SSCs必须在一生中产生新的骨细胞来维持和修复骨骼。这种骨骼的不同之处在于,它有多种干细胞,这些干细胞分布在骨骼的不同区域,包括骨髓和骨膜。在骨折等骨损伤后,骨髓和骨膜中的SSCs开始增殖,但对骨修复的作用截然不同。
莫里森实验室的研究人员发现,骨髓SSCs可以修复较小的、稳定的骨损伤,并负责成年期间正常条件下的新骨生长。相反,骨膜SSCs主要负责较大的、不稳定损伤的修复,如骨折。令人惊讶的是,研究人员还发现骨膜SSCs不仅能再生骨骼,还能再生骨折部位骨髓内的细胞,从而产生新的骨髓SSCs。
CRI主任、霍华德·休斯医学研究所研究员肖恩·莫里森博士说:“不同的骨形成干细胞负责不同方面的骨骼维护和修复,这一发现将使我们能够将未来的骨再生工作集中在正确的干细胞群上。”
历史上,骨髓和骨膜SSCs在骨修复中的作用一直存在争议,部分原因是很少有标记物可用于区分这些细胞群。为了克服这一障碍,博士后研究员Elise Jeffery博士系统地比较了11个基因工程小鼠系,这些小鼠系以前被用于标记骨形成细胞,以识别能够区分骨膜SSCs和骨髓SSCs的标记。
他们发现骨膜SSCs由一种叫做Gli1的信号蛋白标记,而骨髓SSCs由瘦素受体和脂联素标记。这些发现与莫里森实验室之前发现瘦素受体阳性的研究一致骨髓SSCs是用于骨骼维护和修复的新生成骨细胞的主要来源。
“这项研究的发现为研究激活不同类型骨骼干细胞以应对骨损伤的信号开辟了几个新的途径。我们希望利用这些信息,最终根据患者的骨损伤类型定制治疗,并确定新的治疗靶点,促进骨折愈合,”Damon Runyon基金会博士后Jeffery博士说。
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