科学家发现刺激人类骨骼生长的蛋白质

美国科学家发现，一种名为Jagged-1的蛋白质刺激干细胞分化为产生骨骼的细胞。

该研究结果在“干细胞”杂志上发表，表明Jagged-1可以帮助人类和动物患者更快地治愈骨折，并可能成为治疗罕见代谢病症Alagille综合征的基础。

虽然人体骨骼看起来是静止和永久的，但骨组织实际上在我们的生活中形成和改变。称为成骨细胞的细胞形成骨，并且衍生自称为间充质干细胞的前体细胞，其存储在骨髓中。这些干细胞必须从身体接收特定信号才能成为成骨细胞。

之前的研究已经确定了一种叫做骨形态发生蛋白(BMP)的分子，这种分子是驱动干细胞成为骨形成细胞的蛋白质之一。因此，临床上使用BMP来帮助患者从骨折中愈合或进行脊柱融合而不依赖于患者自身的骨组织。

“但很明显，BMPs在安全性和有效性方面存在一些问题。在该领域，我们一直在寻找祖细胞成为成骨细胞的新途径，因此我们对Notch信号通路产生了兴趣，“资深作者，宾夕法尼亚大学兽医学院的Kurt Hankenson教授说。

该分子信号传导途径存在于大多数动物物种中，并且已知在干细胞分化中起作用。研究人员选择通过与Notch受体Jagged-1结合来研究其中一种作用于该途径的蛋白质。该团队此前已表明Jagged-1在骨折愈合过程中在骨形成细胞中高度表达，并且将Jagged-1引入小鼠干细胞阻断了干细胞向成骨细胞的进展。

“这是我们一年或两年的经营教条，”汉肯森教授说。

接下来，研究人员决定了解当Jagged-1被引入人类干细胞时会发生什么。在那里他们发现了一个非常不同的结果。

“令人惊讶的是，将细胞置于Jagged-1配体上似乎足以驱动骨骼生成细胞的形成，”他说。

这一发现与将Jagged-1与骨形成相关联的其他证据相一致。患有罕见疾病Alagille综合征的患者经常在编码Jagged-1的基因中发生突变。患有这种疾病的个体在新陈代谢方面存在问题，严重影响肝脏，但也容易受到骨骼系统的挑战并容易骨折。

此外，全基因组关联研究，搜索大群体可能与特定特征相关的突变，发现Jagged-1基因附近的突变与低骨量之间存在联系。