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          利用化學信號激活小鼠骨骼干細胞使關節軟骨再生

          日期: 2020-09-02
          瀏覽次數: 503

          ? ? ? ?骨骼干細胞是一種自我更新的細胞,負責產生骨骼、軟骨和一種特殊類型的幫助血細胞在骨髓中發育的細胞。長期以來,人們都認為成體軟骨在受傷后不會再生,因為成體軟骨組織里沒有很多骨骼干細胞可以被激活,再生潛力幾乎為零。


          ? ? ? ?近日,來自美國斯坦福大學醫學院的研究人員發表了一項新的研究,他們發現了一種在小鼠和人體組織中再生關節軟骨(articular cartilage)的方法,在損傷愈合時利用化學信號來引導骨骼干細胞的生長。相關研究結果于8月17日發表在《Nature Medicine》期刊上。


          利用化學信號激活小鼠骨骼干細胞使關節軟骨再生


          ? ? ? ?該研究建立在斯坦福大學之前分離出骨骼干細胞的研究基礎上。在這項研究中,通過小鼠模型,研究人員記錄了微骨折確實能激活骨骼干細胞。然而,這些被激活的骨骼干細胞卻能在關節中再生出纖維軟骨。于是,研究人員設想,如果微骨折后的愈合過程能被引導至軟骨的發育而不是纖維軟骨,那會怎樣呢??


          ? ? ? ?研究人員知道,隨著骨骼的發育,細胞在變成骨骼之前必須先經歷一個軟骨階段。他們的想法是,他們可能會鼓勵關節中的骨骼干細胞沿著成為骨骼的路徑開始,但在軟骨階段停止這個過程。


          ? ? ? ?接下來,研究人員使用一種名為骨形態發生蛋白2(BMP2)的強大分子來啟動微骨折后的骨形成,隨后又用一種阻斷另一種對骨形成很重要的信號分子,即血管內皮生長因子(VEGF)的分子來中途停止這一過程。最終,研究人員得到的是軟骨,它是由與天然軟骨相同種類的細胞組成的,具有相當的機械性能。同時,還恢復了骨關節炎小鼠的活動能力,并顯著降低了它們的疼痛。


          ? ? ? ?這一研究結果表明,利用BMP2和VEGF受體拮抗劑能夠激活骨骼干細胞,使小鼠關節軟骨再生。為了證實這在人類中也可能有效,研究人員將人類組織移植到經培育不排斥這種組織的小鼠體內,結果證明人骨骼干細胞可以被引導向骨骼發育,但在軟骨階段就停止了。


          ? ? ? ?研究人員表示,接下來會在開始人體臨床試驗之前,在更大的動物身上進行類似的實驗。目前,BMP2已經被批準用于幫助骨骼愈合,而VEGF抑制劑已經被用作抗癌療法。這將有助于加快研究人員開發的任何療法的批準。



          資訊出處:

          [1]Christopher Vaughan.Researchers find method to regrow cartilage in the joints[N].Medical Press,2020-08-18.

          [2]Matthew P. Murphy, Lauren S. Koepke,et al.Articular cartilage regeneration by activated skeletal stem cells[J].Nature Medicine,2020,(8).


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