来自颌骨的干细胞帮助修复受损软骨
纽约，纽约(2016年10月10日)——哥伦比亚大学牙科医学院的研究人员发现了可以制造新的软骨和修复受损关节的干细胞。
这些细胞位于连接颌骨和颅骨的颞下颌关节(TMJ)内。当干细胞在颞下颌关节退行性变的动物身上操作时，这些细胞修复了关节软骨。移植到小鼠体内的单个细胞会自发生成软骨和骨骼，甚至开始形成骨髓生态位。
研究结果发表在10月10日的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。
哥伦比亚大学牙科医学助理教授、该研究的主要作者、医学博士米尔德里德·c·恩布里(Mildred C. Embree)说:“这对该领域来说是非常令人兴奋的，因为有上颚和颞下颌关节问题的患者的临床治疗非常有限。”恩布里博士的团队，颞下颌关节生物学和再生医学实验室，与包括Jeremy Mao, DDS博士，哥伦比亚大学Edwin S. Robinson牙科教授(骨科)在内的同事进行了这项研究。
根据美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的数据，在美国，有多达1000万人患有颞下颌关节紊乱症，其中主要是女性。目前的治疗选择包括手术或姑息治疗，这可以解决症状，但不能使受损组织再生。恩布里博士的发现表明，已经存在于关节中的干细胞可以通过操纵来修复关节。
软骨帮助缓冲关节，使它们能够平稳地移动。颞下颌关节内的软骨是纤维软骨，它也存在于膝关节半月板和椎骨间的椎间盘中。由于纤维软骨不能再生或愈合，损伤该组织的损伤或疾病可能导致永久性残疾。
医学研究人员一直在努力使用干细胞，即可以发育成各种组织的未成熟细胞，来再生软骨。考虑到移植供体干细胞所面临的挑战，比如可能会遭到受者的排斥，研究人员对寻找使用体内现有干细胞的方法特别感兴趣。
“这些发现的意义是广泛的，”毛博士说，“包括临床治疗。”他们认为，控制干细胞的分子信号可能对软骨和骨再生有治疗作用。软骨和某些骨缺损是出了名的难以治愈。”毛博士是哥伦比亚大学颅面再生中心的联合主任。他自己的干细胞研究在2003年成功再生了牙齿和半月板(膝关节内的软骨垫)以及颞下颌关节。
在新报告中描述的一系列实验中，Embree博士、Mao博士和他们的同事从关节中分离出纤维软骨干细胞(FCSCs)，并表明这些细胞可以形成软骨和骨骼，无论是在实验室中还是植入动物体内。“我不需要向细胞中添加任何试剂，”Embree博士说。“它们被设定为这样做。”她指出，虽然一些损伤组织的再生方法需要细胞生长的生长因子或生物材料，但fscs可以自然生长和成熟。
恩布里博士和她的团队还发现了一种分子信号，Wnt，它会消耗FCSCs并导致软骨变性。向动物退化的颞下颌关节注射一种称为硬化蛋白的wnt阻断分子，可以刺激软骨生长和关节愈合。
她和她的同事们现在正在寻找其他可以用来抑制Wnt和促进FCSC生长的小分子。根据恩布里博士的说法，这个想法是要找到一种副作用最小、可以直接注射到关节的药物。
恩布里博士指出，患有幼年特发性关节炎的儿童可能患有无法用现有药物治疗的下颌发育不良。由于颞下颌关节是颌骨的生长中心，新的研究可能提供治疗这些儿童的策略，并有助于更好地了解颌骨是如何生长和发育的。她补充说，虽然目前正畸医生依靠头盔等笨拙的技术来调整下颌生长，但这些发现可能为在细胞水平上调节生长指明了方向。
恩布里博士和她的团队说，最终，这些发现可能会导致修复其他关节的纤维软骨的策略，包括膝盖和椎间盘。研究人员说:“这些类型的软骨有不同的细胞成分，所以我们必须真正调查这些细胞是如何被调节的分子基础。”
这项研究的标题是，利用内源性纤维软骨干细胞再生软骨和修复关节损伤”。
作者Mildred C. Embree(哥伦比亚大学欧文医学中心，纽约，纽约)，Mo Chen (CUIMC)， Serhiy Pylawka (CUIMC)， Danielle Kong (CUIMC)， George M. Iwaoka (CUIMC)， Ivo Kalajzic(康涅狄格大学，法明顿CT)， Yao Hai(克莱姆森大学，查尔斯顿，SC)， Chancheng Shi(中国科学院，中国重庆)，孙东明(Rutgers University, Piscataway, NJ)， shong - jen (University of Rochester Medical Center, Rochester, NY)， David A. Koslovsky (Metropolitan Oral Associates, New York, NY)， Alia Koch (CUIMC)， Jeremy J. Mao (CUIMC)。
这项调查得到了美国国立卫生研究院(K99DE022060-01A, 5R00DE0220660, R01DE021134, S10RR027050, S10OD020056和NO1-DE-22635)的资助。
两位作者宣称没有相互竞争的经济利益。
＃＃＃
哥伦比亚大学牙科医学院美国最早的大学附属牙科学院之一，成立于1916年。作为世界级医疗中心的一部分，学校在强调个人和社区的口腔保健和整体健康之间相互联系的环境中培养普通牙医和牙科专家。学校支持研究，以推进个性化，循证口腔保健，并为未来的口腔健康领导者贡献专业知识基础。学校致力于服务学习，为曼哈顿北部服务不足的社区提供牙科护理，并参与国外的牙科护理和地方口腔保健能力建设活动。它的教员在促进将口腔健康项目纳入国家卫生保健政策方面发挥了领导作用，并开发了新的项目来扩大当地和发展中国家的口腔保健。欲了解更多信息，请访问dental.columbia.edu．
哥伦比亚大学欧文医学中心在基础、临床前和临床研究方面具有国际领先地位;医疗卫生科学教育;和病人护理。医疗中心培养未来的领导者，包括内科医生和外科医生学院、梅尔曼公共卫生学院、牙科医学院、护理学院的许多医生、科学家、公共卫生专业人员、牙医和护士的专门工作，艺术与科学研究生院的生物医学部门，以及联合研究中心和机构。哥伦比亚大学欧文医学中心是纽约市和纽约州最大的医学研究企业的所在地，也是东北地区最大的医疗机构之一。哥伦比亚大学欧文医学中心与其医院合作伙伴纽约长老会共用一个校园。欲了解更多信息，请访问cuimc.columbia.edu或columbiadoctors.org．