近日，來自哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院和斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的兩個獨立研究小組報告稱，他們在小鼠中鑒別出了能夠再生出骨和軟骨的干細(xì)胞。兩篇研究論文發(fā)表在同期的《Cell》雜志上。

       在第一篇Cell文章中，哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員通過追蹤細(xì)胞表達(dá)的一種蛋白質(zhì)，發(fā)現(xiàn)了這些骨軟骨網(wǎng)狀（OCR）干細(xì)胞。利用這一標(biāo)記物，研究人員發(fā)現(xiàn)了這些OCR細(xì)胞可以自我更新并再生出一些重要的骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞，包括成骨細(xì)胞（osteoblasts）及軟骨細(xì)胞（chondrocytes）。研究人員還證實，當(dāng)將這些OCR干細(xì)胞移植到骨折部位時，其可以促進(jìn)骨修復(fù)。

       研究人員認(rèn)為，這些OCR細(xì)胞同樣也會存在于人類的骨組織中，因為小鼠和人類具有相似的骨生物學(xué)。進(jìn)一步的研究將促成更深入地了解如何預(yù)防和治療骨質(zhì)疏松、骨關(guān)節(jié)炎或骨折。

       該研究還表明，這些OCR細(xì)胞不同于在發(fā)育過程中和成年期對骨生成起作用的間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)。研究人員以往認(rèn)為，MSCs是所有骨、軟骨和脂肪的來源，但近期的一些研究表明這些細(xì)胞并不生成新生的骨和軟骨。哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的這項研究表明，OCR干細(xì)胞實際上填補(bǔ)了這一功能，在成人體內(nèi)OCR干細(xì)胞和MSCs共同促成了骨維持和修復(fù)。

       研究人員還認(rèn)為，OCR細(xì)胞有可能在軟組織癌癥中發(fā)揮了作用。

       而在第二篇的Cell論文中，斯坦福醫(yī)學(xué)院的研究人員則報告稱他們在小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了可生成骨、軟骨以及骨髓關(guān)鍵組分——基質(zhì)的干細(xì)胞。 此外，研究人員還繪制出了可以生成骨骼干細(xì)胞，以及引導(dǎo)它們發(fā)育為每一種特定組織的化學(xué)信號圖。這一研究發(fā)現(xiàn)為開發(fā)出各種潛在的療法來治療諸如骨折、骨形成不全、骨肉瘤或軟骨受損等骨骼疾病奠定了基礎(chǔ)。

       一開始，研究人員將焦點放到了小鼠骨骼末端快速分裂的細(xì)胞群上，隨后證實了這些細(xì)胞群可以形成骨骼的所有組分：骨、軟骨和基質(zhì)，這群細(xì)胞在骨中幫助造血干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)檠?xì)胞和免疫細(xì)胞的海綿組織。通過付出各項努力，他們隨后鑒別出了可形成骨骼的所有這些組件的一種細(xì)胞類型。 科學(xué)家們之后進(jìn)一步繪制出了骨骼干細(xì)胞的發(fā)育樹，追蹤了它們確切是如何轉(zhuǎn)變?yōu)樽婕?xì)胞以及最終的各個類型的骨骼組織的。

       繪制這一發(fā)育樹使得研究人員更深入地了解了，生成較特化的祖細(xì)胞以及最終高度特化的細(xì)胞必須翻轉(zhuǎn)的所有遺傳開關(guān)。有了這一信息，研究人員能夠找到一些因子，在適當(dāng)?shù)臅r間給予適當(dāng)量的這些因子，來引導(dǎo)骨骼干細(xì)胞發(fā)育為骨、軟骨或基質(zhì)細(xì)胞。

       此外，除了解了如何用骨骼干細(xì)胞來生成骨、軟骨和基質(zhì)細(xì)胞，研究人員還發(fā)現(xiàn)了利用脂肪細(xì)胞或肌肉細(xì)胞來生成骨骼干細(xì)胞的方法。研究人員表示，能夠通過施加一些特異的信號來將成熟脂肪細(xì)胞直接重編程為骨骼干細(xì)胞真的很有趣也出人意料。這為未來的治療提出了一些令人著迷的可能性，比如將患者自身的一些脂肪放在擬生態(tài)支架上，讓它生長為骨骼，然后將新骨移植到需要它的部位。