長(zhǎng)骨在人的身高中起著重要的作用，擁有一雙大長(zhǎng)腿估計(jì)是很多人夢(mèng)寐以求的事情。傳統(tǒng)的研究認(rèn)為，骨生長(zhǎng)依賴于有限數(shù)量的祖細(xì)胞逐漸消耗。這是一個(gè)不可逆的過程，等到祖細(xì)胞完全被消耗，長(zhǎng)骨也就停止生長(zhǎng)，人的身高也就達(dá)到了極限。
如今，瑞典卡羅林斯卡研究所的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究小組在《Nature》雜志上發(fā)表論文表示，小鼠骨骼的生長(zhǎng)原理與血液、皮膚和其他組織一樣。如果這一發(fā)現(xiàn)同樣適用于人類，那么有生長(zhǎng)障礙的的兒童或迎來新的治療希望。
兒童骨骼的生長(zhǎng)依賴于位于身體中所有長(zhǎng)骨末端附近的生長(zhǎng)板(physes)。這些板塊包括軟骨細(xì)胞，形成支持新的骨組織的一種支架，這些支架本身是由叫做軟骨祖細(xì)胞的類似干細(xì)胞的祖細(xì)胞產(chǎn)生的。要使長(zhǎng)骨正常生長(zhǎng)，軟骨細(xì)胞必須在整個(gè)生長(zhǎng)過程中不斷生成。由軟骨制成的骨的出生后生長(zhǎng)板位于骨的末端和其軸之間。
顛覆傳統(tǒng)認(rèn)知
卡羅林斯卡的研究人員在研究小鼠軟骨細(xì)胞的形成時(shí)發(fā)現(xiàn)，在胚胎發(fā)育過程中，祖細(xì)胞產(chǎn)生了小的'克隆'細(xì)胞。這個(gè)符合傳統(tǒng)的研究觀點(diǎn)，即在胚胎發(fā)育期間形成有限數(shù)量的祖細(xì)胞，然后消耗用于骨生長(zhǎng)直至它們用完并停止生長(zhǎng)?？_林斯卡生理學(xué)和藥理學(xué)系的講師Andrei Chagin說：“在小鼠出生后，細(xì)胞動(dòng)力學(xué)發(fā)生了巨大的變化，形成了大而穩(wěn)定的克隆，這些克隆被證明是軟骨祖細(xì)胞獲得再生能力的結(jié)果。”
這種祖細(xì)胞行為是不斷產(chǎn)生新細(xì)胞的組織的典型表現(xiàn)，像是皮膚、血液和腸道組織細(xì)胞都有這種能力。研究顯示祖細(xì)胞位于非常特定的微環(huán)境中，即干細(xì)胞生態(tài)位，在這樣的微環(huán)境中產(chǎn)生必需的細(xì)胞（例如皮膚和血細(xì)胞），也使祖細(xì)胞能夠自我更新。如果生態(tài)位被破壞或功能失調(diào)，祖細(xì)胞就會(huì)耗盡,組織就會(huì)受損。
靜息區(qū)干細(xì)胞來自哪里？
胚胎骨的生長(zhǎng)與生后骨的生長(zhǎng)一樣，都是由軟骨細(xì)胞的增殖、肥厚分化和軟骨細(xì)胞的骨替代所驅(qū)動(dòng)的。這個(gè)過程的結(jié)果是骨軸的兩端都有軟骨。研究人員通過標(biāo)記胚胎軟骨細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)了其中一些發(fā)育成靜息區(qū)干細(xì)胞。這些實(shí)驗(yàn)還表明，在出生之前，增殖和肥大軟骨細(xì)胞具有多克隆來源，它們而不是源自單個(gè)自我更新的干細(xì)胞。這一觀察意味著，胚胎和出生后的骨骼的生長(zhǎng)組織方式驚人地不同。
那么來自胚胎軟骨細(xì)胞的細(xì)胞如何獲得干細(xì)胞特征？這兩項(xiàng)研究都表明，細(xì)胞自我更新潛力的表現(xiàn)與出骨骼末端的骨化中心（骨組織形成區(qū)域）的產(chǎn)生有關(guān)。研究小組研究了哺乳動(dòng)物雷帕霉素復(fù)合物1 (mTORC1)通路的靶點(diǎn)，據(jù)報(bào)道該通路調(diào)控干細(xì)胞功能。研究人員發(fā)現(xiàn)，mTORC1信號(hào)在軟骨細(xì)胞的特異性被激活時(shí)，干細(xì)胞分裂會(huì)從不對(duì)稱分裂轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)稱分裂，并因此導(dǎo)致靜息區(qū)中干細(xì)胞數(shù)量增加。這些觀察證明了mTORC1信號(hào)在調(diào)節(jié)靜息區(qū)干細(xì)胞自我更新潛能方面的作用。
“如果事實(shí)證明人類也有這種生長(zhǎng)機(jī)制，它可能帶來對(duì)生長(zhǎng)障礙兒童使用的眾多治療方法進(jìn)行重新評(píng)估。” Chagin博士說，“這種機(jī)制也可以解釋一些以前令人費(fèi)解的現(xiàn)象，例如再某些基因突變患者身上看到的無限增長(zhǎng)。”
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