Nature揭示骨骼干细胞发育令人惊讶的影响因素：脂肪酸

来源：生物通

骨头还是软骨？脂肪酸的存在决定骨骼干细胞的发育

小鼠骨折结构的组织学图像

IMAGE CREATED BY NICK VAN GASTEL.

来自哈佛大学和比利时鲁汶大学的科学家们发现，一旦发生骨折，我们血液中的脂肪酸会向干细胞发出信号，使它们发育为成骨细胞。如果附近没有血管，则干细胞最终会形成软骨。特定营养物质会直接影响干细胞发育，这一发现为干细胞研究开辟了新途径。

这一研究发现公布2月26日的Nature杂志上。

骨头骨折可以通过骨骼祖细胞的作用而愈合，研究指出干细胞已经进一步分化了，但仍然可以发育成不同类型的细胞。骨愈合以两种方式发生：当骨折较小时，干细胞分化为成骨细胞；而当骨折较大时，干细胞分化为软骨细胞。这一软骨随后会被硬骨替代。直到现在，科学家们还不知道干细胞是如何决定要成为骨细胞还是软骨细胞的。

这项研究的第一作者Nick van Gastel解释说：“我们的假设认为血管的存在在起作用。” “尽管许多人认为，我们的骨头充满了血管，而软骨却没有。”这项关于小鼠的新研究证实了研究小组的假设：当骨折周围的血管被阻塞时，就会形成软骨。如果没有，则立即创建新骨骼。

在研究的第二阶段，研究人员试图找出血管实际发送给干细胞的信号，也就是使其演化为骨骼或软骨细胞的信号。 “我们的先前研究已经表明营养物质在干细胞的生物学中发挥着作用，”领导该研究的KU鲁汶大学临床和实验内分泌科的Geert Carmeliet教授解释说。在当前的研究中，研究小组测试了不同营养素的存在如何影响干细胞的命运。他们的结果表明，血液中存在的脂肪酸会导致干细胞生长成骨细胞。

如果附近没有脂肪酸，干细胞会激活SOX9基因，该基因在骨骼发育中起重要作用。这是细胞变成软骨细胞的信号。软骨细胞不需要脂肪酸就能生存并形成软骨。

Carmeliet教授说：“这项研究对再生医学的研究人员很有用，因为我们对软骨形成的了解还很少。” “这项研究对骨关节炎等软骨疾病的研究也有帮助。有迹象表明，患有此类疾病的患者软骨细胞会接收更多的脂肪酸信号，并且不能产生足够的SOX9基因，这可能会对关节产生不利影响。最后，我们的研究首次表明特定的营养成分可以发出信号，告诉干细胞应该变成哪种细胞，这是干细胞研究迈出的重要一步。”此外，研究人员还希望找出不同营养物质对不同类型干细胞的影响。

参考文献：

Lipid availability determines fate of skeletal progenitor cells via SOX9