这种干细胞才是骨骼生长的动力源泉

https://www.cphi.cn 2019-03-03 16:09 来源：生物探索

长骨在人的身高中起着重要的作用，拥有一双大长腿估计是很多人梦寐以求的事情。传统的研究认为，骨生长依赖于有限数量的祖细胞逐渐消耗。

长骨在人的身高中起着重要的作用，拥有一双大长腿估计是很多人梦寐以求的事情。传统的研究认为，骨生长依赖于有限数量的祖细胞逐渐消耗。这是一个不可逆的过程，等到祖细胞完全被消耗，长骨也就停止生长，人的身高也就达到了极限。

如今，瑞典卡罗林斯卡研究所的研究人员领导的国际研究小组在《Nature》杂志上发表论文表示，小鼠骨骼的生长原理与血液、皮肤和其他组织一样。如果这一发现同样适用于人类，那么有生长障碍的的儿童或迎来新的治疗希望。

儿童骨骼的生长依赖于位于身体中所有长骨末端附近的生长板(physes)。这些板块包括软骨细胞，形成支持新的骨组织的一种支架，这些支架本身是由叫做软骨祖细胞的类似干细胞的祖细胞产生的。要使长骨正常生长，软骨细胞必须在整个生长过程中不断生成。由软骨制成的骨的出生后生长板位于骨的末端和其轴之间。

颠覆传统认知

卡罗林斯卡的研究人员在研究小鼠软骨细胞的形成时发现，在胚胎发育过程中，祖细胞产生了小的'克隆'细胞。这个符合传统的研究观点，即在胚胎发育期间形成有限数量的祖细胞，然后消耗用于骨生长直至它们用完并停止生长。卡罗林斯卡生理学和药理学系的讲师Andrei Chagin说：“在小鼠出生后，细胞动力学发生了巨大的变化，形成了大而稳定的克隆，这些克隆被证明是软骨祖细胞获得再生能力的结果。”

这种祖细胞行为是不断产生新细胞的组织的典型表现，像是皮肤、血液和肠道组织细胞都有这种能力。研究显示祖细胞位于非常特定的微环境中，即干细胞生态位，在这样的微环境中产生必需的细胞（例如皮肤和血细胞），也使祖细胞能够自我更新。如果生态位被破坏或功能失调，祖细胞就会耗尽,组织就会受损。

静息区干细胞来自哪里？

胚胎骨的生长与生后骨的生长一样，都是由软骨细胞的增殖、肥厚分化和软骨细胞的骨替代所驱动的。这个过程的结果是骨轴的两端都有软骨。研究人员通过标记胚胎软骨细胞，发现了其中一些发育成静息区干细胞。这些实验还表明，在出生之前，增殖和肥大软骨细胞具有多克隆来源，它们而不是源自单个自我更新的干细胞。这一观察意味着，胚胎和出生后的骨骼的生长组织方式惊人地不同。

那么来自胚胎软骨细胞的细胞如何获得干细胞特征？这两项研究都表明，细胞自我更新潜力的表现与出骨骼末端的骨化中心（骨组织形成区域）的产生有关。研究小组研究了哺乳动物雷帕霉素复合物1 (mTORC1)通路的靶点，据报道该通路调控干细胞功能。研究人员发现，mTORC1信号在软骨细胞的特异性被激活时，干细胞分裂会从不对称分裂转变为对称分裂，并因此导致静息区中干细胞数量增加。这些观察证明了mTORC1信号在调节静息区干细胞自我更新潜能方面的作用。

“如果事实证明人类也有这种生长机制，它可能带来对生长障碍儿童使用的众多治疗方法进行重新评估。” Chagin博士说，“这种机制也可以解释一些以前令人费解的现象，例如再某些基因突变患者身上看到的无限增长。”

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