研究人员第一次分离成人干细胞肌腱

腱,包含一小部分未知的成体干细胞,科学家们国立牙科和颅面研究(NIDCR)的一部分美国国立卫生研究院的,和他们的同事们发现了。

发现,发表在《自然医学》杂志上指出tendon-producing细胞的自然来源成年人和提高的可能性,通过进一步的研究,这些细胞有一天可以帮助修复撕裂或退化肌腱愈合缓慢。

NIDCR科学家玛丽安的年轻博士,这项研究的资深作者,说,这一发现也揭露一个意想不到的生物栖息地,或利基,港口干细胞。细胞层细胞外基质(ECM)之间的嵌入,蛋白质的连锁线圈,使肌腱弹性和包含相对较少的细胞或血管。迄今为止,大多数已知的成体干细胞细胞种类的环境一个现成的营养来源。

“我们读了很多关于干细胞的承诺,但有时忽视了环境的重要性,在他们的周围,”年轻人说。“每个人体内利基有助于仔细调节给定的干细胞的活动。漂亮的是我们已经开始描述在串联,使这个领域开始学习融合的理解,希望有一天重新设计肌腱受损。”

根据年轻,干细胞,她的团队名叫肌腱干细胞/祖细胞,或TSPCs,从来没有为他们的研究发现如果不是老鼠,好运。年轻的实验室多年来一直敲门,或灭活,在发展中小鼠特定基因可能参与形成骨架及其相关组织。在这些基因是那些编码结构蛋白biglycan fibromodulin, ECM的主要组件。

有淘汰的基因实验和fibromodulin一窝老鼠幼崽,他们发现这些老鼠开发了一个不寻常的步态和难以弯曲四肢在两个月大。后续提供的x射线的原因:没有实验和fibromodulin,小鼠异常形成骨骼肌腱内。

年轻和她的同事推测这些老鼠可能包含的肌腱干细胞正常肌腱和形式,当他们的利基,改变被创建骨。如果是这样,他们推断ECM的干细胞,实验和fibromodulin可能发挥了关键作用在调节他们的正常活动。来测试这一理论,年轻的说她寻求她的同事的帮助下,松桃苗族史,DDS,博士,现在在南加州大学的科学家,曾发现干细胞在成人牙科组织。

他们的猜测是正确的。Yanming Bi博士年轻的实验室的细胞生物学家,孤立的各种细胞从老鼠和人类肌腱和培养他们在实验室。“细胞必须符合特定的标准被称为干细胞,“Bi说,在自然医学的论文第一作者。“他们必须生产副本,或克隆,自己。他们必须自我更新,或快速增殖。最后,他们必须显示特定的蛋白质在细胞表面,表明分化成其他组织的能力,比如骨头和软骨”。

Bi说产生的细胞培养研究人口不多的老鼠和人类细胞,最终符合所有的标准。明显的下一个问题是是否TSPCs可以形成新的肌腱。在后续老鼠的实验中,他们显示人类和小鼠细胞形成组织,像肌腱和腱的特点,附在骨头。

“这些结果,我们早些时候老鼠的骨骼异常强烈建议ECM可能作为干细胞的利基市场,”年轻人说。“这是一个新奇的想法,我们想知道更多关于ECM如何调节产生肌腱的能力。”

年轻表示,该集团第一局部ECM内的干细胞,在肌腱确认他们的存在。之后,回到实验小鼠缺乏基因实验和fibromodulin,他们展示了这些分子的损失导致的生产异常紊乱结构蛋白胶原蛋白,形成ECM的大部分。与胶原蛋白的变化,因此正常干细胞利基,TSPCs产生在这些老鼠而不是腱骨。

“教训是:遵循表型,“说年轻,在遗传学这意味着使用一个术语的物理表现时就会出现基因灭活。“如果没有最初的小鼠模型,我们难以预测,干细胞是存在于细胞外基质。表现型指出正确的方向,让我们以正确的方式思考”。

杨说她的团队正在试图确定其他成体干细胞可以促使在类似的领域形成肌腱。如果是这样的话,他们可以创造一个更大量的tendon-producing干细胞,从而更好的使额外的工作来形容他们的反应在ECM条件。

“我们对肌腱的理解生物学是一个正在进行的工作,”年轻人说。“TSPCs需要给我们一个入口点,以便更好地理解其早期发育和再生动力学。”

“也是合理说TSPCs治疗有一天有一个重要的角色,”她继续说道。“数以百万计的美国人所知,肌腱撕裂比骨损伤愈合慢得多,部分原因是肌腱血管贫穷,抑制再生过程。利用干细胞来创建新的肌腱问题得到解决,问题。但达到这一点,有很多生物学和不确定性,需要解决。”