Nat. Med.：開發(fā)一種指導(dǎo)干細(xì)胞增加骨生成和骨強度的方法
來源：生物谷
原始性骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在不含有LLP2A-alendronate(LLP2A-Ale)的成骨培養(yǎng)基(對照)上或在含有LLP2A-Ale的成骨培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)的圖片。
美國加州大學(xué)戴維斯分校科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組開發(fā)出一種利用一種分子增強骨生長的新技術(shù): 當(dāng)該分子被注射進血液，它指導(dǎo)身體的干細(xì)胞運行到骨表面。 一旦這種分子指導(dǎo)干細(xì)胞到達骨表面時， 這些干細(xì)胞分化為成骨細(xì)胞而且合成促進骨生長的蛋白。2012年2月6日，這些研究成果在線發(fā)表在《自然-醫(yī)學(xué)》期刊上。該研究利用骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis)模式小鼠證實人們可以利用一種獨特的方法增加骨質(zhì)密度和阻止與衰老和雌激素缺乏相關(guān)聯(lián)的骨質(zhì)流失。
該研究主要研究員和第一作者Wei Yao說，“人們身上存在很多干細(xì)胞， 即便是年老人們， 但是它們不容易遷移到骨上。發(fā)現(xiàn)一種附著到干細(xì)胞上的分子并指導(dǎo)它們到達我們需要它們到達的目標(biāo)確實是一次突破。”
研究人員正在探索將干細(xì)胞作為一種可能的療法以便治療很多種疾病和損傷， 從外周動脈疾病、 黃斑變性到血液疾病、皮膚損傷和病變的器官。指導(dǎo)干細(xì)胞運行并附著到骨表面從而導(dǎo)致骨形成是再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域難以實現(xiàn)的目標(biāo)之一。
加州大學(xué)生物化學(xué)和分子醫(yī)學(xué)部門主任Kit Lam教授領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組開發(fā)出一種獨特的雜合分子LLP2A-alendronate(譯者注：LLP2A是擬肽配體， 為一種小分子多肽模擬 物；alendronate為阿倫膦酸鈉)。 這種雜合分子由兩部分組成：LLP2A部分能夠附著到骨髓中的間充質(zhì)干細(xì)胞上， 第二部分是由骨歸巢 (bone-homing)藥物阿倫膦酸鈉組成。 研究人員便利用該雜合分子進行開展研究。 當(dāng)被注射進血液之后， 它抓住間充質(zhì)干細(xì)胞并指導(dǎo)這些干細(xì)胞到達骨表面， 在那里這些干細(xì)胞執(zhí)行自然的骨生成和修復(fù)功能。
Lam也是這篇論文的共同作者。他說，“我們的研究證實人們能夠利用結(jié)合干細(xì)胞的分子指導(dǎo)干細(xì)胞到達動物內(nèi)需要治療的位點。它代表著將這種干細(xì)胞治療變成現(xiàn)實的目標(biāo)上邁出的非常重要的一步。”
當(dāng)這種雜合分子注射進小鼠12周之后，相對于未注射該雜合分子的對照小鼠，接受注射的小鼠股骨(femur)和脊椎骨的骨質(zhì)增加和骨強度得到改善。 接受注射的小鼠即便是處于骨質(zhì)流失發(fā)生的年齡時骨質(zhì)形成能力也得到改善， 就像絕經(jīng)期模式小鼠表現(xiàn)的那樣。
已知藥物阿倫膦酸鈉的商標(biāo)名為福善美(Fosamax)， 經(jīng)常被骨質(zhì)疏松癥婦女服用以便降低骨折發(fā)生的風(fēng)險。 研究小組將阿倫膦酸鈉整合進雜合分子中 是因為一旦進入血液，它將到達骨表面，在那里延緩骨斷裂的速度。根據(jù)加州大學(xué)戴維斯分校骨骼肌衰老性疾病研究小組帶頭人和該研究共同研究員Nancy Lane的說法，雜合化合物中的阿倫膦酸鈉含量較低而不可能抑制該化合物的治療效果。
Lane說，“我們第一次可能發(fā)現(xiàn)一種指導(dǎo)人自己的干細(xì)胞到達骨表面的方法，在那里它們能夠讓骨再生。這種技術(shù)可能成為一種革命性的新療法用來治療骨質(zhì)疏松癥和其他需要新骨生成的疾病。”
骨質(zhì)疏松癥一種影響4400萬美國人的主要公共健康問題。每兩個婦女中就有一個在一生當(dāng)中因為患上骨質(zhì)疏松癥而遭受骨折的折磨。 盡管人們可以獲得有效的包括阿倫膦酸鈉在內(nèi)的藥物阻止骨折發(fā)生的風(fēng)險，但是因為長期使用存在潛在的副作用而使得它們的使用受到限制。
婦女患上骨質(zhì)疏松癥的主要原因包括雌激素缺乏、衰老和治療諸如風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎之類的慢性炎癥導(dǎo)致的類固醇過量。 通常而言，由這些代謝疾病產(chǎn)生的骨質(zhì)疏松癥起源于骨重建循環(huán)的變化，這種變化削弱骨結(jié)構(gòu)并增加骨折風(fēng)險。
來自骨髓中的間充質(zhì)干細(xì)胞誘導(dǎo)新的骨重建，這種重建讓骨加厚和變得牢固。
研究人員注意到這種干細(xì)胞療法的潛在用途并不限于治療骨質(zhì)疏松癥。 他們說， 它可能對于因增強骨重建而受益的其他疾病也是極有價值的，如骨折、骨感染或癌癥治療。
該研究論文共同作者、內(nèi)科教授和加州大學(xué)戴維斯分校再生治療研究所主任Jan Nolta說，“將這些結(jié)果轉(zhuǎn)化為人類療法是大有希望的。我們證實這種潛在的療法在嚙齒類動物中是有效的，如今我們的目標(biāo)就是對它進行臨床試驗。”
Lane說，“這項研究是干細(xì)胞生物學(xué)家、生化學(xué)家、轉(zhuǎn)化科學(xué)家、骨生物學(xué)家和臨床醫(yī)生進行合作開展的。它確實是因為團隊努力而取得的顯著性研究成果。” (生物谷：towersimper編譯)
