發(fā)現(xiàn)骨骼生長(zhǎng)新機(jī)制---生長(zhǎng)板中存在干細(xì)胞壁龕

在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自瑞典卡羅林斯卡學(xué)院等研究機(jī)構(gòu)的研究人員報(bào)道小鼠的骨骼生長(zhǎng)與血液、皮膚和其他組織產(chǎn)生新細(xì)胞的原理是一樣的。這與之前認(rèn)為骨骼生長(zhǎng)依賴(lài)于有限數(shù)量的逐漸耗盡的祖細(xì)胞的認(rèn)識(shí)相矛盾。如果這些新發(fā)現(xiàn)也適用于人類(lèi)，那么它們可能會(huì)對(duì)治療患有生長(zhǎng)障礙的兒童做出重要貢獻(xiàn)。相關(guān)研究結(jié)果于2019年2月27日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“A radical switch in clonality reveals a stem cell niche in the epiphyseal growth plate”。

兒童骨骼的生長(zhǎng)取決于靠近身體所有長(zhǎng)骨（long bone）末端的生長(zhǎng)板（growth plate）。這些生長(zhǎng)板由軟骨細(xì)胞組成。這些軟骨細(xì)胞產(chǎn)生一種支持新骨組織形成的支架，而它們本身是由稱(chēng)為軟骨祖細(xì)胞（chondroprogenitor）的干細(xì)胞樣祖細(xì)胞產(chǎn)生的。

為了讓長(zhǎng)骨正常生長(zhǎng)，軟骨細(xì)胞必須在整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)不斷產(chǎn)生。這個(gè)領(lǐng)域的一般觀點(diǎn)是在胚胎發(fā)育期間形成有限數(shù)量的祖細(xì)胞，它們隨后用于骨骼生長(zhǎng)，直到它們耗盡，人體才停止生長(zhǎng)。為了確定是否確實(shí)如此，這些研究人員決定研究小鼠體內(nèi)的軟骨細(xì)胞形成。

論文通訊作者、卡羅林斯卡學(xué)院生理學(xué)與藥理學(xué)系講師Andrei Chagin說(shuō)，“我們發(fā)現(xiàn)在胚胎發(fā)育過(guò)程中，一小群細(xì)胞‘克隆’是由相同的祖細(xì)胞產(chǎn)生的，這與目前的觀點(diǎn)是一致的。但是，在出生后，細(xì)胞動(dòng)力學(xué)發(fā)生了巨大的變化而形成了較大的穩(wěn)定的克隆，這些克隆經(jīng)證實(shí)是軟骨祖細(xì)胞獲得再生能力的結(jié)果。”

這種祖細(xì)胞行為是不斷產(chǎn)生新細(xì)胞的組織的典型表現(xiàn)，如皮膚、血液和腸道組織。對(duì)于這些類(lèi)型的組織，人們已發(fā)現(xiàn)祖細(xì)胞位于一種非常特殊的微環(huán)境---干細(xì)胞壁龕（stem cell niche）---中，這種干細(xì)胞壁龕不僅產(chǎn)生必需的細(xì)胞（比如皮膚細(xì)胞和血細(xì)胞），而且也能夠讓這些祖細(xì)胞自我更新。如果這種干細(xì)胞壁龕受到破壞或者遭受功能障礙，那么這些祖細(xì)胞就會(huì)耗盡并且相應(yīng)的組織就會(huì)受到破壞。

這些研究人員如今證實(shí)至少在小鼠體內(nèi)，生長(zhǎng)板中也存在干細(xì)胞壁龕，如果這種局部的微環(huán)境受到破壞，骨骼生長(zhǎng)就會(huì)停止，這意味著骨骼生長(zhǎng)遵循著與科學(xué)家之前認(rèn)為的完全不同的原則。

Chagin說(shuō)，“如果事實(shí)證實(shí)人類(lèi)也有這種生長(zhǎng)機(jī)制，那么這可能導(dǎo)致人們針對(duì)患有生長(zhǎng)障礙的兒童使用的眾多治療方法進(jìn)行重大評(píng)估。這種機(jī)制也可能解釋了一些以前令人費(fèi)解的現(xiàn)象，比如在發(fā)生某些基團(tuán)突變的患者中觀察到的骨骼無(wú)限制生長(zhǎng)。”