细胞可再生骨骼及软骨

  图片说明:骨软骨网状结构(osteochondroretricular,OCR)干细胞是一种新发现的细胞,它在骨骼发育中发挥着重要作用,能为关节炎,骨质疏松以及骨折提供新的治疗方法。上图为股骨头(大腿骨),OCR干细胞在图中用红色荧光标记。图片来源:Laboratory of Dr. Timothy Wang

  哥伦比亚大学医学中心(Columbia University Medical Center ,CUMC)的科研工作者们在小鼠的骨髓中鉴定出一种具备骨骼和软骨再生功能的干细胞,该研究发表在2015年1月15日的Cell期刊上。

  该细胞被称为骨软骨网状结构干细胞,是在研究该细胞的蛋白表达时被发现的。使用蛋白作为标记物,科学家们发现OCR干细胞可更新和再生关键骨骼及软骨细胞,包括成骨细胞(osteoblasts)和软骨细胞(chondrocytes)。科研人员还发现,如果将OCR干细胞移植到骨折的位点,它就能加速修复骨折。

  本研究的资深作者,哥伦比亚大学医学中心的医学助理教授Siddhartha Mukherjee说:“我们现在要解决的主要问题是如何这些细胞在机体受伤后进行特定的骨骼再生。如果使小鼠骨折,这些细胞就会具有活性,在小鼠体内再生骨骼和软骨,从而修复小鼠体内的骨折。现在的问题是,如果换做是人体,这一切会不会发生?”

  科研工作者们相信在人体的骨组织中能找到OCR干细胞,因为小鼠与人类拥有类似的骨骼生理结构。未来的研究可以为预防与治疗骨质疏松、关节炎以及骨折提供更多思。

  本研究的最初者,哥伦比亚大学医学教授Timothy C. Wang说:“我们的研究发现为相应的药物治疗及其他治疗方法提供了更多的可能,这些药物和疗法主要是促进OCR干细胞的生成和改善人体修复受损骨骼的能力,人一旦进入老年,其骨骼修复能力就会显著下降。” Timothy C. Wang首先是在肠道中发现了类似的干细胞,然后他又观察到这类细胞在骨骼中的数量也很丰富。

  本研究团队的之一,基因以及发育系、基因及发育专业教授Gerard Karsenty说:“这些细胞在机体发育过程中的表现尤为活跃,但在成年机体受伤后,这些细胞的数量也会显著增加。”

  本研究还表明,成年人体内的OCR细胞与骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是不同类型的细胞,骨髓间充质干细胞对骨骼发育及成年后的骨骼再生也发挥着重要作用。一般而言,科研工作者们都假设骨髓间充质干细胞是所有骨细胞、软骨细胞以及脂肪细胞的起源,但是最近的研究则发现MSCs并不能生成骨细胞和软骨细胞。哥伦比亚大学的最新研究表明OCR细胞才真正发挥这一功能,OCR干细胞及MSCs共同为成年人骨骼的维持与修复发挥着重要作用。

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