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可以从源自骨髓的成体干细胞产生稳定的关节软骨。正如巴塞尔大学和大学医院的研究人员在科学期刊PNAS上报告的那样,这可以通过诱导胚胎软骨形成过程中发生的特定分子过程来实现。

来自成人骨髓的某些间充质干/基质细胞被认为非常有希望用于骨骼组织再生。这些成体干细胞通常发育成软骨组织,后来软骨组织自然地重塑成骨组织。即使干细胞被诱导分化为软骨细胞,它们也会自发地成熟为所谓的“肥大”状态,最终导致骨组织的形成;这类似于骨折后暂时形成的软骨组织。

抑制信号通路

Ivan Martin博士生物医学系的研究小组现在已经证明,通过强迫关节软骨胚胎发育过程中发生的某些分子事件,可以从成人间充质干细胞中产生稳定的软骨组织。这可以通过抑制特定蛋白质(骨形态发生蛋白,BMP)的信号传导途径来实现。经过多年与诺华生物医学研究所合作,巴塞尔团队产生了这些结果,该研究所生产并提供了这些抑制剂。

具体而言,科学家们在与米兰理工大学合作开发的特殊装置(微流体平台)中研究了两种高度特异性的BMP受体抑制剂。通过使用这项新技术,他们能够证明临时阻断特定的BMP受体 - 即使只是在有限的时间内 - 足以维持稳定的软骨组织,无论是在实验室还是在小鼠模型中。

胚胎软骨形成为模型

这些结果为关节软骨的再生以及基于干细胞的软骨发育,生理学和可能的病理学模型的建立开辟了新的视角。“重要的是,我们通过模仿胚胎软骨形成过程中发生的分子过程来实现我们的见解,”Ivan Martin说。这证实了“发育工程”的重要作用,其中模仿自然过程来控制成体干细胞和祖细胞的发育和规格。

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