Science：重大进展！发现一种新的骨骼组织——脂肪软骨

在一项新的研究中，由加州大学欧文分校领导的一个国际研究小组发现了一种新型骨骼组织，为推进再生医学和组织工程提供了巨大的潜力。相关研究结果发表在2025年1月10日的Science期刊上，论文标题为“Superstable lipid vacuoles endow cartilage with its shape and biomechanics”。

大多数软骨依赖于外部细胞外基质来获得强度，但哺乳动物耳朵、鼻子和喉咙中的“脂肪软骨（lipocartilage）”独特地充满了称为“脂肪软骨细胞（lipochondrocyte）”的脂肪填充细胞，这些细胞提供了超稳定的内部支撑，使得组织保持柔软有弹性，类似于起泡的包装材料。

这项新的研究描述了脂肪软骨细胞如何创造和维持自己的脂质库，并保持其大小不变。与普通脂肪细胞不同，脂肪软骨细胞不会因食物的供应而收缩或膨胀。

论文通讯作者、加州大学欧文分校发育与细胞生物学教授Maksim Plikus说，“脂软骨的弹性和稳定性提供了一种柔顺、有弹性的品质，非常适合耳垂或鼻尖等灵活的身体部位，为再生医学和组织工程开辟了令人兴奋的可能性，特别是对于面部缺陷或损伤。”

“目前，软骨重建通常需要从患者的肋骨中采集组织，这是一种痛苦而侵入性的手术。未来，患者特异性的脂肪软骨细胞可以由干细胞分化而来，纯化后用于制造适合个人需求的活软骨。在三维打印的帮助下，这些工程组织可以精确地成形，为治疗出生缺陷、创伤和各种软骨疾病提供新的解决方案。”

哺乳动物充满脂质的软骨

Franz Leydig博士于1854年首次发现脂肪软骨细胞，当时他注意到大鼠耳朵软骨中存在脂肪滴，这一发现在此之前一直被人们所遗忘。利用现代生化工具和先进的成像方法，这些作者全面表征了脂肪软骨的分子生物学、代谢和在骨骼组织中的结构作用。

他们还发现了抑制分解脂肪和减少新脂肪分子吸收的酶活性的遗传过程，有效地将脂肪软骨细胞的脂质储备锁定在适当的位置。当去除脂质时，脂肪软骨会变得僵硬和脆弱，突显出其脂肪填充细胞在保持组织耐久性和灵活性方面的重要性。

此外，这些作者指出，在蝙蝠等一些哺乳动物中，脂肪软骨细胞会组装成复杂的形状，就像它们超大耳朵上的可能会通过调节声波来提高听力的平行脊。

论文第一作者、Plikus发育与再生生物学实验室博士后研究员Raul Ramos说，“脂肪软骨独特的脂质生物学特性的发现挑战了生物机械学中长期以来的假设，并为无数的研究机会打开了大门。”

“未来的方向包括了解脂肪软骨细胞如何随着时间的推移保持其稳定性，以及控制其形态和功能的分子程序，以及对细胞衰老机制的见解。我们的研究结果强调了脂质在代谢之外的多功能性，并提出了在组织工程和医学中利用其特性的新方法。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Raul Ramos et al. Superstable lipid vacuoles endow cartilage with its shape and biomechanics. Science, 2025, doi:10.1126/science.ads9960.