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从干细胞到创造稳定软骨

http://www.cphi.cn   2018-04-18 10:22 来源:生物通

巴塞尔大学和大学附属医院的研究人员通过诱导胚胎软骨形成过程中出现的特异分子进程,用骨髓来源的成体干细胞生产出了稳定的关节软骨。这项最新研究发表于《PNAS》。

       巴塞尔大学和大学附属医院的研究人员通过诱导胚胎软骨形成过程中出现的特异分子进程,用骨髓来源的成体干细胞生产出了稳定的关节软骨。这项最新研究发表于《PNAS》。

 

       骨髓间充质干/基质细胞在体内发育8周后:抑制BMP信号通路导致稳定的软骨组织(左,红色染色);对照组显示骨组织发育(右,绿色染色)

       成人的骨髓间充质干/基质细胞被认为是骨组织再生的理想细胞。这些成体干细胞通常先发育为软骨组织,随后被自然重塑为成骨组织。因此,利用干细胞诱导分化的软骨细胞总会自发地变成所谓的“肥厚(hypertrophic)”状态,最终转化为骨组织,这个过程类似骨折后暂时形成的软骨组织。

       抑制信号转导途径

       生物医学系Ivan Martin课题组现在已经证明,控制关节软骨胚胎发育过程中的特定分子事件,可以从成人骨髓间充质干细胞诱导出稳定的软骨组织。巴塞尔大学团队与诺华生物医学研究院经过多年合作,终于研制出了抑制骨形态发生蛋白(Bone Morphogenetic Protein,BMP)信号通路的抑制剂。

       具体来说,科学家们在特殊的装置中(微流体平台)研究了两个高度特异的BMP受体抑制剂,这项与米兰理工大学合作开发的新技术使研究人员得以发现特定BMP受体的暂时阻断也足以维持实验室模型和小鼠模型中稳定软骨组织形成。

       胚胎软骨形成模型

       这项结果为关节软骨再生和建立干细胞软骨发育生理学及可能的病理学模型开辟了新的视角。“重要的是,我们通过模仿胚胎软骨形成过程中所发生的分子进程获得了这些见解,”Ivan Martin说。“这证实了‘发育工程学’的重要作用,即模仿自然过程来操纵成体干细胞和祖细胞的发育和规格。”t human mesenchymal stromal cells toward stable chondrogenesis

       

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