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研究人員從人類多能乾細胞中獲得骨骼乾細胞,開闢了新的治療方法。


從胎兒和成人骨骼中分離出成為骨骼,軟骨或基質細胞的人類骨骼乾細胞。這是第一次在人類身上發現了在嚙齒動物模型中觀察到的骨骼乾細胞。研究人員還能夠從人類誘導的多能乾細胞中獲得骨骼乾細胞,開闢了新的治療方法。該發現將於9月20日發表在Cell雜誌上。

「鑒於退行性,腫瘤性,創傷後和手術後骨骼疾病帶來的巨大醫療負擔,我們認為識別這種人類骨骼乾細胞並闡明其譜系圖譜將能夠對骨骼疾病進行分子診斷和治療,」斯坦福大學醫學院的高級研究作者Michael Longaker。

骨骼等骨骼組織具有非凡的再生潛力。骨缺損很容易癒合,一些脊椎動物可以再生四肢的整個部分。但其他脊椎動物骨骼組織的再生能力受到更多限制。例如,小鼠和人類的骨骼可以從小到中等大小的缺陷中恢復,但成人軟骨組織幾乎沒有再生能力。此外,隨著時間的推移,小鼠和人類都顯示出嚴重的與年齡相關的骨骼組織退化。

骨骼功能障礙可導致廣泛的健康狀況,從與骨質疏鬆症和骨關節炎等年齡相關的疾病到不癒合的骨骼損傷,血液疾病,甚至癌症。儘管其對健康和疾病具有重大影響,但目前旨在改善骨骼功能的治療方案仍然有限。一個主要障礙是人類骨骼系統中的乾細胞調節仍然很大程度上未被探索。

在這項新研究中,Longaker及其合作者通過識別和表徵各種組織中的人類骨骼乾細胞和下遊骨和軟骨後代來解決這一知識差距。這些自我更新和多能細胞存在於胎兒和成人骨髓組織中,並且可以源自誘導的多能乾細胞(iPSC)。通過定義人類骨骼乾細胞和下遊骨骼祖細胞之間的關係,研究人員創建了乾細胞介導的人體骨骼組織形成的詳細譜系圖譜。

此外,與小鼠骨骼乾細胞的轉錄組學和表觀遺傳學比較揭示了調節乾細胞介導的骨骼組織形成的進化保守途徑,以及可調節骨發育和骨骼結構中物種特異性差異的不同分子途徑。

「通過比較不同種類脊椎動物之間特定類型乾細胞的分子和功能差異,有可能揭示組織生長和再生的基礎的趨同和發散機制,並將這種理解應用於增強人類的健康和恢復活力,」。

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