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使干細(xì)胞變成骨細(xì)胞的新方法

日期:2015-11-18 08:52:35

 想象一下你發(fā)生了骨折或接受了髖關(guān)節(jié)置換術(shù),你需要形成骨骼,但你愈合的很慢——這是老年人的一個(gè)普通事實(shí)。你不是形成骨骼,而是形成了脂肪。最近,北卡羅來納大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員,找到了一種方法,對于支持骨形成起著決定性作用。

 

他們使用細(xì)胞松弛素D,一種天然存在于霉菌中的物質(zhì),來改變間充質(zhì)干細(xì)胞的細(xì)胞核中的基因表達(dá),以迫使它們變成骨母細(xì)胞(成骨細(xì)胞)。

 

通過用細(xì)胞松弛素D處理干細(xì)胞——它們可能變成脂肪或骨細(xì)胞,結(jié)果是明確的:干細(xì)胞變成了骨細(xì)胞。此外,向小鼠的骨髓空間注射少量的細(xì)胞松弛素D,也可以引起骨形成。這項(xiàng)研究發(fā)表在干細(xì)胞權(quán)威雜志《Stem Cells》上,詳細(xì)介紹了科學(xué)家們?nèi)绾胃淖兏杉?xì)胞并引發(fā)骨骼生長。

 

本論文的資深作者、北卡羅來納州大學(xué)醫(yī)學(xué)院的醫(yī)學(xué)教授Janet Rubin博士指出:“骨形成很快。數(shù)據(jù)和圖像是如此清晰;你不必是一個(gè)骨生物學(xué)家,就能看到,在一周的時(shí)間里細(xì)胞松弛素D產(chǎn)生了什么影響。”

 

Rubin補(bǔ)充說:“這不是我們所期望的。這不是我們在實(shí)驗(yàn)室里努力去做的。但我們的發(fā)現(xiàn),可能成為啟動局部骨形成的一種驚人方式。然而,這不會解決骨質(zhì)疏松癥,因?yàn)檫@種疾病涉及整個(gè)骨架的骨質(zhì)疏松。”

 

這項(xiàng)研究結(jié)果的重點(diǎn),是一種稱為肌動蛋白的蛋白質(zhì),它形成的纖維,跨越細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)以創(chuàng)建細(xì)胞的細(xì)胞骨架。成骨細(xì)胞比脂肪細(xì)胞具有更多的細(xì)胞骨架。本文第一作者、Rubin實(shí)驗(yàn)室研究助理Buer Sen博士,使用細(xì)胞松弛素D來破壞肌動蛋白的細(xì)胞骨架。從理論上說,根據(jù)文獻(xiàn)資料,這應(yīng)該會破壞細(xì)胞變成骨細(xì)胞的能力。反過來,細(xì)胞應(yīng)該更容易轉(zhuǎn)變成脂肪細(xì)胞。相反,Sen發(fā)現(xiàn),肌動蛋白被運(yùn)輸?shù)礁杉?xì)胞的細(xì)胞核內(nèi),在那里它具有誘導(dǎo)細(xì)胞成為成骨細(xì)胞的驚人效果。

 

Rubin說:“我的第一反應(yīng)是,‘不可能,Buer’。這一定是錯誤的。這違背了文獻(xiàn)中的一切。但他說,‘我已經(jīng)重新進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。結(jié)果是相同的。’”Rubin的團(tuán)隊(duì)擴(kuò)大了實(shí)驗(yàn),同時(shí)探索肌動蛋白的作用。他們發(fā)現(xiàn),當(dāng)肌動蛋白進(jìn)入并留在細(xì)胞核中時(shí),它能夠增強(qiáng)基因的表達(dá),這種方式會使細(xì)胞變成骨細(xì)胞。

 

Rubin說:“令人驚訝的是,我們發(fā)現(xiàn),肌動蛋白在細(xì)胞核內(nèi)形成了一個(gè)架構(gòu),并打開了產(chǎn)生骨骼的遺傳程序。如果我們破壞細(xì)胞骨架,但不允許肌動蛋白進(jìn)入細(xì)胞核,那么少許肌動蛋白只在細(xì)胞質(zhì)中,干細(xì)胞就不會變成骨細(xì)胞。”

 

然后,Rubin的團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向一個(gè)小鼠模型。使用活體小鼠,他們發(fā)現(xiàn),細(xì)胞松弛素D在小鼠體內(nèi)誘導(dǎo)了骨形成。

 

小鼠的骨形成與人類非常不同,所以這項(xiàng)研究可能是可轉(zhuǎn)移的。但是,細(xì)胞松弛素D可能不是科學(xué)家臨床上用來觸發(fā)骨形成的藥物,因此,Rubin的研究表明,觸發(fā)肌動蛋白運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞的細(xì)胞核內(nèi),可能是迫使骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞變成骨細(xì)胞的一種好方法。

 

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