肌肉中Prg4+纤维脂肪生成祖细胞在骨折修复中的关键作用

【字体: 时间:2025年07月30日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4

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  临床发现肌肉覆盖不足部位常出现骨折愈合障碍,而肌肉瓣移植能改善严重骨缺损愈合。来自未知机构的研究人员通过建立小鼠报告模型,发现骨骼肌中Prg4+标记的纤维脂肪生成祖细胞(FAPs)亚群在骨折后扩增、迁移至骨痂区,分化为软骨细胞/成骨细胞/骨细胞,最终成为骨表面祖细胞。该研究揭示了肌肉-骨骼组织互作新机制,为延迟愈合/骨不连治疗提供新靶点。

  

临床观察揭示了一个有趣现象:骨折愈合不良常发生在肌肉覆盖较少的部位,而肌肉瓣移植却能显著改善严重骨缺损的修复效果。为了破解这个谜题,科学家们将目光投向了骨骼肌中一群特殊的细胞——富含润滑素蛋白的纤维脂肪生成祖细胞(Prg4+ FAPs)。

通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术,研究人员在小鼠模型中首次鉴定出这群独特的间充质祖细胞。令人惊讶的是,这些携带Prg4标记的细胞特异性地驻扎在骨骼肌组织中,却不见于骨膜或皮质骨内部。当骨折发生时,损伤的肌纤维就像吹响了集结号,迅速激活Prg4+ FAPs并促使它们向骨折间隙迁移。

这些来自肌肉的"援军"在骨痂外围大显身手,华丽变身为软骨细胞、成骨细胞和骨细胞。更神奇的是,在骨骼完全愈合后,它们的后代依然驻守在骨膜中担任间充质祖细胞,或在原骨折部位化作骨细胞默默值守。二次骨折实验显示,这些细胞能被重新激活,在新生骨痂内部转化为成骨细胞。

研究团队通过细胞消融实验证实,清除Prg4+ FAPs会严重损害骨折愈合质量和功能恢复。相比之下,在单纯的钻孔骨损伤模型中,这些细胞的贡献就逊色许多,主要转化为骨膜细胞而非直接参与修复。

这项突破性发现不仅阐明了内软骨成骨过程中肌肉与骨骼的对话机制,更为临床治疗延迟愈合和骨不连提供了新的细胞治疗靶点。未来,针对Prg4+ FAPs的精准调控或许能开启骨折修复的新纪元。

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