Cell Res：邹卫国/乐融融揭示骨再生新机制：损伤感知型骨膜干细胞通过软骨内成骨驱动骨折修复
来源：iNature 2026-01-14 11:04
该研究结果揭示了损伤特异性P-SSCs亚群，提供了一个模型，即存在专门用于损伤修复的组织内干细胞，而平行干细胞维持稳态。
骨膜中含有丰富的Ctsk谱系骨骼干细胞（P-SSCs），它们是骨发育和维持过程中膜内骨化的关键驱动因素。然而，P-SSCs通过介导软骨内成骨来再生骨折骨，这就提出了不同的P-SSCs亚群是否分别介导稳态骨形成和骨折修复的问题。
2026年1月8日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心/海南医科大学邹卫国及同济大学乐融融共同通讯在Cell Research 在线发表题为Fibrous-layer resident Angptl7+ periosteal stem cells sense injury inflammation to orchestrate fracture repair的研究论文，该研究揭示了P-SSCs的异质性，确定了一个表达Angptl7的静态P-SSCs亚群，该亚群仅限于骨膜纤维层，几乎不参与出生后的骨发育。
骨折后，这些细胞通过致力于软骨内成骨，再生整个骨结构，在很大程度上有助于骨愈合。Angptl7谱系P-SSCs功能障碍严重损害骨愈合过程，但不影响稳态骨形成。多模态分析显示，这些细胞在TNF-α/NF-κB信号的调控下可以立即被激活，随后获得成骨能力。总之，该研究结果揭示了损伤特异性P-SSCs亚群，提供了一个模型，即存在专门用于损伤修复的组织内干细胞，而平行干细胞维持稳态。
骨骼是哺乳动物为数不多的具有再生能力的器官之一。虽然骨折在大多数情况下可以愈合，但仍有一定的不愈合的可能性。骨折愈合被认为是对胎儿软骨内骨发育的再现。在这个过程中，软骨原基最初形成，骨骼祖细胞分化为软骨细胞。软骨模板逐渐被骨组织取代，配合软骨周围细胞的侵袭，形成未来的皮质骨和骨髓间质室。
骨骼发育和再生都需要骨骼干细胞（SSCs）的参与，它们位于分化层次的顶端，是自我更新的群体，产生一个或多个成熟的骨骼群体。以往的研究是通过细胞表面标记物来定义SSCs的。
然而，新出现的证据表明，尽管表达相似的表面标记，但SSCs在空间定位和功能上都是异质的。在生长板中，Pthrp标记的SSCs （GP-SSCs）在静息区富集，引起软骨细胞增殖和软骨细胞肥大，促进青春期骨生长。然而，成年期的骨维持需要骨髓基质细胞的成骨作用，并与Sstr2标记的干骺端SSCs和Fgfr3标记的内皮SSCs协同作用。
Angptl7特异性标记骨膜纤维层中的SSPC-1（图源自Cell Research ）
出生后骨膜也含有SSCs，它们有助于皮质骨的形成和损伤修复。Ctsk最初被用作破骨细胞的标记物，最近被认为在鉴定P-SSCs中起作用，P-SSCs通过膜内骨化直接形成骨。在Ctsk谱系P-SSCs中，骨质基因（Osx，也称为Sp7）的缺失会损害骨膜皮质骨的形成，对小梁骨量的影响可以忽略不计。移植试验表明骨膜是骨折修复的主要细胞来源。
然而，P-SSCs主要通过软骨内成骨介导骨折愈合，而不是在体内平衡过程中发生的膜内成骨。此外，Ctsk谱系P-SSCs的异常激活可诱导软骨细胞相关的异软骨瘤病和成骨细胞相关的骨肉瘤。因此，尚不清楚P-SSCs是否具有可塑性，从而实现双向命运转变，或者骨膜是否容纳了异质P-SSCs，其中一些通过膜内骨化作用促进皮质骨形成，另一些则通过软骨内骨化作用修复骨折。
该研究表明，骨膜中有一种独特的SSCs谱系，它是静止的，没有稳态成骨能力，但在响应炎症信号时被激活，通过软骨内成骨介导骨折修复。此外，该研究建立了新的模型，专门追踪这些骨折修复的关键因素，有利于未来的研究探索骨折不愈合的机制。
https://www.nature.com/articles/s41422-025-01202-8
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