《Cell Stem Cell》特定干细胞能再生肩袖损伤

哥伦比亚大学的研究人员发现，特定的细胞，当存在于肩膀时，可以促进小鼠肩袖损伤的愈合。

　　

   

   

如果撕裂，连接肌腱和骨头的薄如纸的组织(腱端)不能自我愈合，这限制了手术修复撕裂的肩和膝肌腱的成功。哥伦比亚大学骨科外科的Stavros Thomopoulos实验室正试图利用干细胞再生组织，提高手术成功率。    

在肩部手术的编年史上，NFL四分卫德鲁·布里斯是一个异类。2005年，布里斯被擒抱，他投肩的肩袖肌腱严重撕裂，这可能是他职业生涯的终结。但在手术和康复后，布里斯在下个赛季回归，带领他的球队进入季后赛，并赢得了2010年的超级碗冠军。

不幸的是，肌腱套修复并不总是那么顺利，尤其是在老年人中，这个年龄段最容易受到这些损伤。这种手术的失败率从年轻患者的20%到老年患者的94%。

哥伦比亚大学瓦格洛斯医学院整形外科生物医学工程师Stavros Thomopoulos博士说:“我们使用的修复肩袖撕裂的技术已有3000年的历史。”几千年前埃及人发明了缝合来修复撕裂的组织。这就是我们今天仍然在做的事情。我们将撕裂的肌腱连接到骨头上，等待身体的自然愈合机制发挥作用，并期待最好的结果。有时有效，有时无效。”

肌腱套手术经常失败的原因与一种叫做肌腱套的结构有关，这是一层连接肌腱和骨骼的结实但薄如纸的组织。一旦撕裂的肌腱被缝合线抓住并固定在骨头上，嵌套就不会自己再生。

如果没有功能性的内接，手术修复在机械上比原始修复弱，容易发生第二次撕裂。

“我想，为什么不回到发育生物学，学习身体是如何从头开始构建内嵌体的呢?一旦我们知道了这一点，我们就可以应用这些经验教训来重建受伤后的内节，”Thomopoulos说。

Thomopoulos之前发现，植入细胞起源于一个共同的祖先:Gli1+细胞。理论上，在修复过程中加入Gli1+细胞可以使肌腱套手术后的肌腱套再生，并使连接更强。

作为迈向这种疗法的第一步，Thomopoulos本月发表的最新研究成果表明，将Gli1+细胞移植到肩袖损伤的小鼠体内可以促进肌腱套愈合。“到目前为止，我们只在一个理想的小鼠模型上展示了这一点，但这是一个有希望的开始，”他说。

将Gli1+细胞转化为一种治疗方法，需要了解环境条件和细胞生成连接所有部分所需的分子信号。

在这项研究中，Thomopoulos已经开始揭示这些需求，使用单细胞RNA测序来确定Gli1+祖细胞如何在嵌体中产生不同的细胞，以及协调每种类型发育的调节分子。

“在进行临床试验之前，我们还有很多工作要做，”Thomopoulos补充道。“例如，我们需要找到Gli1+细胞的良好来源。老年人已经没有多少这样的细胞了，所以我们需要找到一种在实验室中产生它们的方法。我们还需要改进我们的输送方法，以将细胞送到正确的地方。”

如果成功，这种生物方法也可以用于加强其他需要肌腱愈合到骨的修复，包括ACL重建，并首先防止受损的肌腱破裂。

“我认为生物制剂是骨科手术的未来，”Thomopoulos说，“但我们仍然需要多年的基础研究才能充分发挥其潜力。”

A mineralizing pool of Gli1-expressing progenitors builds the tendon enthesis and demonstrates therapeutic potential