一致性自组织来源的iPSC多组织类器官中透明软骨的产生

基于人诱导多能干细胞的多组织类器官中透明软骨自组织化形成的突破性研究 一、学术背景 1.1 软骨损伤的医学难题 软骨(cartilage)是人体关节内重要的结缔组织,尤其是透明软骨(hyaline cartilage)覆盖关节表面,对关节活动的平滑性和耐磨性具有核心作用。由于关节软骨缺乏血管供应,一旦出现损伤或退化(如骨关节炎),其自我修复能力极其有限。传统的临床治疗手段如自体或异体软骨移植、骨髓刺激(如微骨折技术)等,均存在供体有限、术后修复组织质量不理想等重大局限性,尤其难以恢复天然的透明软骨组织,常常出现纤维软骨替代或修复失败,最终导致关节功能障碍甚至需要关节置换手术。 1.2 细胞治疗和组织工程的新方向 近年来,随着干细胞技术、组织工程与再生医学的快速发展,基于细胞的软骨再生逐渐成为...

兔诱导多能干细胞来源的间充质干细胞促进创伤愈合的研究

学术背景与研究动因 近年来,干细胞与再生医学领域发展迅速,干细胞由于具有多向分化和自我更新能力,成为组织修复与再生的重要细胞来源。在众多干细胞类型中,间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)因其在动物和临床研究中展现出的广谱组织修复能力而备受关注。间充质干细胞可来源于骨髓、脂肪、牙髓、滑膜、脐带等多种动物或组织[2][3][4][5][6][7]。然而, MSCs 的临床应用受到两个主要挑战的限制:一是体外分离和扩增难以获得充足数量的高质量 MSCs,尤其是随着供体年龄的增长,MSC 的数量与功能进一步下降[8];二是长期体外培养会导致 MSCs 出现衰老、分化能力下降、功能丧失等问题[9]。 为解决 MSCs 的来源及功能障碍,诱导多能干细胞(Induced...

成纤维细胞活化蛋白-α通过与CXCL12互作失活Wnt经典信号并调控成骨细胞分化

学术研究背景 随着全球人口老龄化加剧,骨质疏松症(osteoporosis)逐渐成为危害公共健康的重大疾病。它以骨量减少、骨组织微结构退化为特征,极易诱发骨折,严重影响老年群体生活质量,并带来巨大的医疗负担。骨质疏松症主要归因于骨吸收和骨形成的不平衡。尽管目前针对骨吸收相关机制的研究较多,相关治疗药物也陆续上市,但对骨形成失调、尤其是成骨细胞分化与调控机制的理解仍不充分,限制了新疗法的开发。因此,揭示支配成骨细胞(osteoblast)分化的细胞和分子机制,对阐明骨代谢疾病发生发展机制、发现新的干预靶点具有重要意义。 骨髓基质细胞(BMSCs,bone marrow stromal cells)是成骨细胞和脂肪细胞等多种细胞的前体。它们在特定微环境和细胞信号的调控下,可以分化为成骨细胞参与新...

E3泛素连接酶TRIM63通过催化MYH11的K27-连接半胱氨酸泛素化促进间充质干细胞软骨分化

E3 泛素连接酶 TRIM63 促进间充质干细胞成软骨分化的研究进展 —— 来自《E3 ligase TRIM63 promotes the chondrogenic differentiation of mesenchymal stem cells by catalyzing K27-linked cysteine ubiquitination of MYH11》论文的解读 一、学术背景与研究动因 骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是影响全球3亿人以上的慢性退行性疾病,发病率随着全球人口老龄化愈加严重。关节软骨缺损(Articular Cartilage Defects, ACD)是导致骨关节炎疼痛和功能障碍的直接原因,也成为目前临床骨科与再生医学领域最具挑战性的难题之一。软骨...

ZIC1转录因子在节段性骨缺损中过表达促进棕色脂肪和成骨分化

一、学术背景与研究意义 人类骨组织具有一定的自我修复能力,但在遭遇严重外伤、肿瘤切除、感染或先天性畸形等造成的大体积骨缺损后,这一修复能力变得有限。所谓“临界大小骨缺损(critical size bone defect)”,即指在自然条件下无法自发愈合的骨缺损,这类问题不仅在临床治疗中棘手,也给社会和经济带来巨大的负担。当前主流治疗方式如自体骨移植、骨牵张成骨、异体骨材料植入等均存在着手术次数多、康复周期长及移植材料来源受限等问题。因此,发展新的、安全高效的骨再生技术成为组织工程与修复医学领域共同的目标。 近年,间充质干/祖细胞(mesenchymal stem/progenitor cells,MSCs)因其良好的多向分化潜能和可及性,成为骨组织修复的重要候选细胞。特别是脂肪来源的干/祖...

METTL3 通过调控 N6-甲基腺苷依赖性原始转录本 hsa-mir-4526 加工促进成骨发生

m6A甲基化修饰促进脂肪干细胞成骨分化新机制揭示——基于METTL3介导hsa-mir-4526初级microRNA剪接调控的研究 一、学术背景与研究动因 骨组织工程(Bone Tissue Engineering)近年来因生物技术、材料科学与再生医学的迅猛发展而成为多学科交叉研究的前沿领域。随着老龄化加剧及创伤、骨肿瘤等疾病导致的骨缺损病例上升,安全有效的新型骨缺损修复与再生方式,尤其是基于干细胞的再生医学策略,成为亟需解决的重点科学和临床问题。 其中,人脂肪来源间充质干细胞(Human Adipose-derived Stem Cells, hASCs)以丰富的来源、优越的增殖潜能与分化能力被广泛接受为骨组织工程理想的种子细胞。但hASCs的成骨分化机制复杂,受诸多分子调控网络及表观遗传...

PDGFR标记骨膜内不同的间充质和周细胞群体及其重叠的细胞特征

骨再生领域新进展:PDGFRβ标记骨膜多亚群间充质及周细胞的发现——解读《pdgfr marks distinct mesenchymal and pericyte populations within the periosteum with overlapping cellular features》 一、研究背景与科学问题 骨膜作为骨组织外层的薄层血管化组织,长期以来被认为是骨生长和修复中至关重要的细胞库。近年来,骨膜内间充质干/祖细胞(mesenchymal stem/progenitor cells, MSCs)的多样性与其在骨再生中的作用引发了广泛关注。多项研究已筛选出一系列骨膜祖细胞的表面标志物,包括CD73、CD164、PDPN、PDGFRα(platelet-derived ...

CRISPR-dCas9激活TSG-6增强间充质干细胞外泌体治疗潜力

椎间盘退变(Intervertebral Disc Degeneration, IVDD)是全球范围内导致腰背痛的主要原因之一,严重影响患者的生活质量。椎间盘退变通常伴随着炎症反应,导致细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM)的降解和结构破坏。尽管细胞疗法(如间充质干细胞,Mesenchymal Stem Cells, MSCs)被探索为治疗椎间盘退变的新方法,但退变椎间盘的微环境对细胞存活和移植效果具有不利影响。近年来,间充质干细胞分泌的外泌体(Extracellular Vesicles, EVs)因其具有抗炎和组织修复作用而受到广泛关注。然而,外泌体的治疗效果受到供体变异性、异质性和效力不足的限制。因此,如何通过基因工程技术增强外泌体的治疗潜力成为研究热点。 C...

评估达沙替尼对间充质干细胞的影响

学术背景 间充质干细胞/基质细胞(Mesenchymal Stem/Stromal Cells, MSCs)是一类具有多向分化潜能的干细胞,广泛应用于再生医学和细胞治疗中。然而,MSCs在体外培养过程中会逐渐衰老(senescence),导致其增殖和分化能力下降,这成为MSCs临床应用的一大障碍。衰老细胞是不可逆的非分裂细胞,其功能显著减退,影响整体细胞群的治疗效果。近年来,研究人员发现,使用senolytic药物(如Dasatinib)可以选择性清除衰老细胞,从而保留并增强健康MSCs的功能。Dasatinib是一种FDA批准的酪氨酸激酶抑制剂,主要用于治疗慢性髓性白血病,近年来也被发现具有清除衰老细胞的潜力。本研究旨在探讨Dasatinib对MSCs表型、基因型和免疫调节功能的影响,为M...

时间调制的氧气供给系统通过激活骨膜干细胞促进骨再生

学术背景 在组织修复过程中,慢性缺氧(chronic hypoxia)会对干细胞的功能产生负面影响。骨膜干细胞(Periosteal Stem Cells, PSCs)作为骨修复的主要贡献者,其功能在缺氧条件下的变化尚不明确。尽管缺氧在组织修复早期可能对某些干细胞有益,但长时间的缺氧会引发细胞凋亡(apoptosis),从而阻碍骨再生。因此,开发一种能够根据时间需求精确调节氧气供应的系统,对于优化PSCs功能、促进骨再生具有重要意义。 本研究旨在解决以下问题: 1. 缺氧对PSCs的时效性影响:缺氧在何时从有益转为有害? 2. 智能氧气供应系统的开发:如何设计一种能够远程控制氧气释放的系统,以应对缺氧对PSCs的负面影响? 3. 血管生成与骨再生的协同作用:如何通过药物(如普伐他汀,Prav...