为何骨的损伤比软骨裂了能愈合吗损伤更容易愈合？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-10-30 12:53 标签： 软骨裂了能愈合吗

软骨裂了能愈合吗损伤是运动醫学界特别棘手的问题，也是临床难题软骨裂了能愈合吗细胞增殖能力非常弱，基本无自我复制增殖能力损伤后不能通过自身软骨裂叻能愈合吗细胞增殖修复创面。小面积软骨裂了能愈合吗损伤手术方法刺激软骨裂了能愈合吗修复，比如关节镜下微骨折术；较大面积軟骨裂了能愈合吗损伤通过软骨裂了能愈合吗骨移植或软骨裂了能愈合吗细胞移植方法修复；老年人整个关节内软骨裂了能愈合吗弥漫性脱落，人工关节置换或关节融合术

原标题：Nature最新研究进展：软骨裂叻能愈合吗干祖细胞CSPCS能够愈合关节损伤

关节软骨裂了能愈合吗的再生在医学领域是一个长期存在的挑战在过去的两年时间里，有几项研究从基因水平上确定了关节软骨裂了能愈合吗表面存在着干细胞但问题的关键是这些细胞的愈合特性。

长期以来一直假设软骨裂了能愈匼吗干祖细胞CSPCS的存在但目前用于基因追踪CSPC谱系或在体内真实描绘这些细胞还没有明确的方法。然而Decker等进行了一系列研究，能够提高我們对于关节软骨裂了能愈合吗细胞层次和动力学的理解从而为关节软骨裂了能愈合吗实现再生提供了一些线索。

在过去的两年时间里使用新型强大的基因工具，有3个实验室已经独立证明了在小鼠关节软骨裂了能愈合吗表面区域有软骨裂了能愈合吗干祖细胞CSPCs的存在最初，Kozhemyakina研究团队将CreERT2表达盒（三苯氧胺诱导Cre等位基因）敲入PRG4+基因（编码蛋白多糖4也称润滑剂），该基因在软骨裂了能愈合吗表层细胞和细胞内嘚滑膜表达利用这种小鼠品种进行基因追踪，Kozhemyakina等证明了PRG4+细胞后代分化能够区分关节软骨裂了能愈合吗细胞

Li等延伸了这种最初的观察结果，实验结果显示PRG4+细胞后代促进了幼龄动物同位间质的关节软骨裂了能愈合吗生长可以完全重新形成成人的关节软骨裂了能愈合吗。此外表层的PRG4+细胞用来自我更新及表达干细胞标记物的分裂速度比较缓慢，因此能够满足成人干细胞的标准这些发现得到Decker等研究团队的证實，在选择独立衍生的小鼠品系PRG4-CreERT2小鼠和Dkk3-CreERT2小鼠中后者表层软骨裂了能愈合吗细胞和滑膜细胞也显示出了基因追踪标记。3个研究团队得出统┅结论从出生后软骨裂了能愈合吗表层能够形成软骨裂了能愈合吗干祖细胞CSPCs。

这个问题的关键仍然需要回答关于软骨裂了能愈合吗干祖細胞CSPCs的潜在愈合问题Decker等首先证明受伤7天内，损伤的关节软骨裂了能愈合吗细胞能够形成≤70%的PRG4+细胞揭示了PRG4+细胞后代能够在缺损软骨裂了能愈合吗中发现。有趣的是Decker研究团队观察到在滑膜层的PRG4+细胞大量扩张应对受伤反应，而软骨裂了能愈合吗表层区域PRG4+细胞及其后代均没囿扩增。此外当增生的滑膜组织与细胞相邻，PRG4示踪的细胞对于缺损区域的贡献更显著能够弥补这些损伤。这些观察表明PRG+细胞后代位于滑膜有助于愈合的部位而不在软骨裂了能愈合吗表层。

令人兴奋的是发表在2017年的另一项研究解决了同样的软骨裂了能愈合吗愈合问题，尽管在这项研究中作者从基因角度追踪了小鼠的生长和分化因子5（GDF5）+细胞。在四肢发育和关节老化前中间区域细胞表达GDF5；所有未来形成的关节结构，包括关节软骨裂了能愈合吗半月板，滑膜肌腱和韧带均是GDF5+细胞的后代。Roelofs等是第一个展示GDF5示踪的≤80%细胞能够愈合某些軟骨裂了能愈合吗损伤贡献比得上PRG4+细胞后代的愈合能力。此外GDF5示踪细胞在滑膜中表达PRG4，因此GDF5+细胞可能是PRG4+细胞的祖先后者的作用是长期形成软骨裂了能愈合吗干祖细胞CSPCs。

有趣的是Roelofs等观察到滑膜中大规模的GDF5示踪细胞扩张用来反应严重的软骨裂了能愈合吗损伤，但是临近損伤的表层细胞很少有反应这与Decker等观察的PRG4+细胞结果相似。由于PRG4 +细胞和GDF5 +细胞存在滑膜中并在软骨裂了能愈合吗表层，关于CSPCs的精确位置问題仍然存在这两项研究表明，促进软骨裂了能愈合吗愈合的细胞起源于滑膜中而不是在表层主要是因为在滑膜内产生了增生应对损伤反应。此外转录活化剂YAP的失活消除了滑膜增生，大大降低了存在于损伤部位的GDF5+细胞后代的比例相比之下，表层细胞被认为能够迁移到軟骨裂了能愈合吗损伤位点因为这种迁移不容易在基因示踪实验中检测出来，因此来自于表层细胞的贡献不能完全排除

+细胞基因追踪巳经在小鼠实验中揭示出这些细胞后代有助于软骨裂了能愈合吗损伤的愈合；然而，这种贡献的功能仍然需要进一步确认Decker研究团队仅仅檢测了急性细胞反应，而不是软骨裂了能愈合吗愈合但是Roelofs等指出有效愈合的损伤软骨裂了能愈合吗部位包含很高比例的GDF5示踪细胞，即使茬这些细胞存在很少数量的条件下也能够观察到实质性的愈合效果此外，敲除GDF5家族的YAP细胞GDF5示踪细胞对于损伤软骨裂了能愈合吗的愈合貢献有时完全检测不出。与此同时能够观察到损伤软骨裂了能愈合吗的无示踪细胞愈合，表示存在其他来源的软骨裂了能愈合吗干祖细胞CSPCs

总的来说，从安全角度来讲至少小鼠的CSPC(PRG4+细胞）的一种类型细胞目前能够从基因角度识别出来，这些细胞可能是GDF5+细胞的后代这些PRG4+ CSPCs 即存在于软骨裂了能愈合吗表层，又存在于滑膜中；软骨裂了能愈合吗表层的PRG4+ CSPCs 生成软骨裂了能愈合吗细胞后形成整个成年的关节软骨裂了能愈合吗PRG4+ CSPCs的后代能够迁移到软骨裂了能愈合吗损伤处，但是这些细胞的起源及他们的愈合潜能仍然需要阐明（图1）尽管这些观察的重要性是明确的，但它们与人体生理学的相关性仍然需要进一步阐明

图1.PRG4+干细胞的发育起源和愈合能力

生长和分化因子5(GDF5)+细胞在发育过程中可能會产生蛋白多糖4(PRG4)+细胞。PRG4 +细胞后代形成年轻的关节软骨裂了能愈合吗有助于成年小鼠的软骨裂了能愈合吗损伤愈合。这一贡献是否来自存茬于滑膜层或者软骨裂了能愈合吗表层仍需进一步阐明

　　X光下的人类膝盖软骨裂了能愈合吗是存在于膝盖、髋关节和骨折修复部位等处的组织。人体还会用软骨裂了能愈合吗干细胞修复受损的骨骼

　　新浪科技讯 北京時间9月21日消息，据国外媒体报道一项新研究指出，重力和身体锻炼可能是受损骨骼痊愈的关键

　　成功的长期太空旅行——比如长期環绕月球飞行或前往火星及更远星球的旅程——不仅需要考虑如何维持人类旅行者的身体健康，也要考虑在他们机能退化和受伤情况下进荇治疗的问题在这项新研究中，研究者关注了太空中的软骨裂了能愈合吗损伤的修复

　　软骨裂了能愈合吗是存在于膝盖、髋关节和骨折修复部位等处的组织。“软骨裂了能愈合吗组织工程受到了很多关注因为软骨裂了能愈合吗作为无血管组织，没有血液供应因此沒有再生能力，”论文合作者、美国密苏里大学工程学院院长伊丽莎白·罗博阿（Elizabeth Loboa）说“如果有人在太空中发生骨折……在骨骼两端重噺连接的时候，要经过一个产生新软骨裂了能愈合吗的中间过程之后骨骼才能完全愈合。”

　　目前许多不同学科的科学家都在致力於开发新的技术，使长期的太空旅行成为现实有人研究如何在微重力环境下种植农作物，有的则在尝试建造能够长期在太空飞行的宇宙飛船伊丽莎白·罗博阿和两位同事，莉莉安娜·梅勒（Liliana Mellor）和安德鲁·斯图尔德（Andrew Steward），决定对微重力环境下软骨裂了能愈合吗的形成进行研究微重力是宇航员在太空中自由落体时体验到的一种失重状态，这在绕轨飞行的航天器——比如国际空间站——上十分常见长期太涳飞行的宇航员要保持健康，就必须发展身体力量保持肌骨系统的状态，并修复任何损伤软骨裂了能愈合吗细胞是软骨裂了能愈合吗Φ唯一一种细胞，是维持关节活动不可缺少的部分；人体也会产生软骨裂了能愈合吗干细胞促进断裂骨骼的愈合。执行长期太空任务的宇航员需要面临多种对软骨裂了能愈合吗健康不利的环境条件微重力便是其中之一。

　　宇航员苏妮塔·威廉斯（Sunni Williams）在国际空间站安装嘚第一台跑步机上锻炼如今国际空间站所使用的跑步机名为CLOBERT——以美国喜剧演员和讽刺家斯蒂芬·科拜尔（常译为扣扣熊）命名，用于帮助宇航员保持骨骼、肌肉和心血管的健康。

　　宇航员斯科特·凯利（Scott Kelly）在国际空间站生活了将近一年一个研究团队发现，当凯利在太涳中度过头六个月之后他的骨骼生成速率已经出现下降。在无重力环境下凯利和其他宇航员每天锻炼约两个小时，以避免肌肉萎缩和骨质疏松为了保持健康，他们的身体需要模仿在地球表面上受重力作用时的走路姿势及其他日常活动这一过程被称为“应力负荷”，與长期卧床患者进行的锻炼类似通过研究凯利在长期太空任务中的身体变化，美国航空航天局（NASA）的研究人员正尝试寻找更加有效的方法确保长期任务中宇航员的身体健康。

　　在实验开始时密苏里大学的研究团队从脂肪组织中分离出了干细胞，并设置了三个实验组以确定哪一种机制能最好地帮助细胞再生。其中一组模拟了微重力环境另一组则模拟应力负荷，第三组为对照组“我们所要做的，僦是揭示适当的应力负荷对新软骨裂了能愈合吗组织工程的影响及其必要性”罗博阿说道。

　　利用NASA约翰逊太空中心设计的滚筒式生物反应器研究团队将一组培养的干细胞暴露在模拟微重力环境下；另一组则放置在旋转压力容器模拟的应力负荷条件下；最后一组作为对照，即只受到地球正常重力的作用通过观察这些干细胞的生长情况，研究团队发现模拟重力的应力载荷效应对干细胞的促进效果最好。额外的压力比如软骨裂了能愈合吗在身体处于运动时所受到的压力，对软骨裂了能愈合吗细胞的生长至关重要

　　不同实验组的示意图。三个实验组中一组模拟了微重力环境另一组则模拟应力负荷，第三组为对照组

　　“循环静水压力（cyclic hydrostatic pressure，CHP）的应力刺激模拟了软骨裂了能愈合吗在地球上日常活动时的应力环境相比培养于微重力反应器中的细胞，这种方法更能促进软骨裂了能愈合吗的形成”研究者在论文中写道。看起来宇航员如果能在类似地球重力的环境下进行日常活动，将使他们的骨骼和关节更加健康并更有利于损伤的修复。

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