正文
骨骼组织中还可能存在另一些干细胞,作为非造血细胞系(如骨、软骨、血管内皮和基质)的起源。长期以来,学界致力于在人类骨骼中鉴定出这些假设存在的干细胞,却一直难以确定可靠的细胞表面标志物、合适的组织解离方案和功能性干细胞试验。最早,人们只能在培养基上培养分离出的骨骼“间质干细胞(mesenchymal stem cells)”,它们由多种类型的干细胞组成,而不是最原始的骨骼干细胞(skeletal stem cell,SSC)。后来,骨骼干细胞上特定的表面蛋白陆续被发现,它们在分化过程中表达出相应的功能,CD146+细胞甚至可以在小鼠里重建出具有造血功能的人类小骨。然而,这些过去研究中表达标记蛋白的细胞,在功能上终究是异质性的,不能反映人类骨骼
干细胞
层级系统的实质。
2015年,通过谱系追踪和克隆分析等手段,科学家找到了小鼠骨骼干细胞(mouse SSCs,mSSCs)存在的证据【3-5】。最近,人类骨骼
干细胞
(human skeletal stem cell,hSSC)终于被首次鉴定,该工作于9月20日以Identification of the Human Skeletal Stem Cell为题发表在Cell杂志上,由斯坦福医学Michael T. Longaker团队完成。这项工作主要包括hSSC的分离和相关功能检验、个体hSSC基因表达分析以及驱动骨骼发生过程的进化趋同或趋异通路分析。
首先,研究发现了人类骨骼干细胞的发展层级。hSSC的标志性蛋白由PDPN、CD146、CD73和CD164组成,纯化出的PDPN+CD146-CD73+CD164+细胞群落,在体外具有自我更新的能力(该研究通过连续产生细胞群落形成单位(colony forming units,CFUs)的能力表征),在小鼠肾下移植,能够线性地分化出含有骨、软骨和基质的多向性小骨(multilineage ossicles):首先分化出早期骨、软骨和基质的祖细胞(hBCSP),接着是骨祖细胞(hOP)和软骨祖细胞(hCP),最后才分化出骨骼、软骨和基质细胞。值得注意的是,hSSCs不会分化为脂肪细胞(表明脂肪细胞可能来源其他常驻的骨髓