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Stem Cells:科学家发现TRPV4基因或能调节机体软骨的生长 有望未来帮助开发关节修复的新型疗法

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来源:本站原创 2021-08-28 00:31

来自华盛顿大学等机构的科学家们通过研究或有望开发治疗骨关节炎和其它软骨疾病,以及影响软骨发育的遗传性疾病的新型疗法,相关研究结果还有望帮助开发新方法来加速用于制造生物工程化软骨的干细胞分化。

2021年8月28日 讯 /生物谷BIOON/ --香草素受体亚家族4(TRPV 4,transient receptor potential vanilloid)是一种多模式的钙渗透性阳离子通道,其在软骨组织中会高度表达,且对多种细胞外刺激敏感;该通道的表达与成体干细胞和一些细胞系中软骨的生成过程有关。近日,一篇发表在国际杂志Stem Cells上题为“Transient receptor potential vanilloid 4 as a regulator ofinduced pluripotent stem cell chondrogenesis”的研究报告中,来自华盛顿大学等机构的科学家们通过研究或有望开发治疗骨关节炎和其它软骨疾病,以及影响软骨发育的遗传性疾病的新型疗法,相关研究结果还有望帮助开发新方法来加速用于制造生物工程化软骨的干细胞分化。

图片来源:https://stemcellsjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/stem.3440

文章中,研究者发现,一种名为TRPV 4的特殊基因或既能作为软骨形成(即软骨和骨骼形成的过程)的标志物和调节子;TRPV 4能通过提供指令来构建在细胞膜上运输钙离子的通道,从而在机体中发挥作用;有研究表明,TRPV 4通道在一系列机体功能中扮演着关键角色,包括软骨形成,其对骨骼发育的影响似乎涉及了对干细胞和祖细胞分化过程的调节。

多能干细胞是一类特殊的干细胞类型,其能自我更新并产生机体组织中所有的细胞,同时其还代表了能替代因损伤或疾病而损失的细胞的单一来源,这种能力或许就使得研究人员开始调查如何利用诱导多能干细胞(直接从成人细胞中生成)用于开发疾病建模、再生医学和药物发现的新型治疗方法。本文研究中,研究人员利用诱导多能干细胞创建了一种用于研究TRPV 4的模型系统。

研究者Farshid Guilak解释道,我们想通过研究阐明是否TRPV4是否会作为软骨生成的标志物被特异性表达,以及其是否在调节诱导多能干细胞衍生的软骨细胞(负责软骨生成的细胞)的软骨生成过程中发挥着功能性的角色。为了实现这一目标,研究人员利用一种荧光指示剂来监测小鼠诱导多能干细胞中软骨的分化,结果显示,在21天的软骨生成过程中,TRPV4的表达能够反映机体自然产生的经典软骨标志物。此外,每日激活TRPV4就能显著增加软骨基质的产生,软骨基质是一种胶原蛋白和蛋白质的混合物,其能帮助软骨吸收水分并赋予其形状和特定属性。

诱导多能干细胞软骨形成过程中Trpv4的表达。

图片来源:Vincent P. Willard,et al. STEM CELLS (2021). DOI:10.1002/stem.3440

研究者还补充道,这些研究发现告诉我们,TRPV4或能作为诱导多能干细胞软骨生成的标志物和调节子,我们认为,诱导多能干细胞的软骨生成或许是研究TRPV4在软骨发育和疾病发生过程中扮演关键角色的优秀模型系统;深入理解其中的具体过程或机制或有望帮助开发治疗软骨相关障碍的新型治疗方法。此外,在为膝关节置换和其它关节修复而设计的生物工程软骨时,其还有望帮助研究人员开发优化干细胞分化的新方法。

Stem Cells杂志主编Jan Nolta博士指出,软骨再生是老龄化人群目前急需的治疗性方法,但对于科学家们而言一直是一大挑战,同时其也是组织修复的“最后前沿”之一,如今研究者Guilak博士及其团队所得到的研究成果或有望帮助改善对骨关节炎和其它软骨疾病的治疗。综上,本文研究结果表明,利用TRPV4在软骨生成中的作用或有望加速干细胞的分化,用于为关节修复的软骨替代物的功能组织工程提供一种新的方法。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Vincent P. Willard,Holly A. Leddy,Daniel Palmer, et al. Transient receptor potential vanilloid 4 as a regulator of induced pluripotent stem cell chondrogenesis, STEM CELLS (2021). DOI:10.1002/stem.3440

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