斯坦福大学医学院的Michael Longaker博士和他的同事们已经分离出了能够自我更新并分化为骨、软骨和基质的人类骨干细胞。这是首次在人类中发现在小鼠中观察到的骨干细胞。该图显示了来自单个人骨干细胞的集落。

骨和其他骨组织具有非凡的再生潜力。骨缺损很容易愈合，一些脊椎动物可以再生整个肢体。然而，其他脊椎动物骨组织的再生能力更加有限。例如，小鼠和人类的骨骼可以从小到中等大小的缺损中恢复，但成年软骨组织几乎没有再生能力。此外，随着时间的推移，小鼠和人类都表现出严重的年龄相关骨组织退化。

骨功能障碍会导致多种健康状况，从骨质疏松症和骨关节炎等年龄相关疾病到不愈合的骨伤、血液疾病甚至癌症。虽然它对健康和疾病有很大影响，但旨在改善骨功能的治疗方案仍然有限。一个主要的障碍是，人类骨骼系统中干细胞的调节在很大程度上仍未被探索。

在这项新研究中，Longaker博士和他的合著者通过识别和表征人类骨干细胞和各种组织中的下游骨和软骨后代，解决了这一知识缺口。

从010到350001的人类骨干细胞的鉴定揭示了骨发育中的保守和物种特异性途径，以及对损伤的反应，并将指导未来的再生方法。这些自我更新和多能细胞存在于胎儿和成人骨髓组织中，可以来源于诱导多能干细胞(iPSC)。通过定义人类骨干细胞和下游骨祖细胞之间的关系，该团队创建了干细胞介导的人类骨组织形成的详细谱系图。

此外，转录组学和表观遗传学与小鼠骨干细胞的比较揭示了调节干细胞介导的骨组织形成的进化保守方式，以及调节骨发育和骨结构中物种特异性差异的不同分子方式。“鉴于退行性、肿瘤性、创伤后和术后骨病造成的巨大医疗负担，我们相信，识别这种人类骨干细胞并阐明其谱系图将使骨病的分子诊断和治疗成为可能，”伦克博士说。

“通过比较不同脊椎动物物种之间某些类型干细胞的分子和功能差异，有可能揭示构成组织生长和再生的趋同和趋异机制，并将这种理解应用于增强人类健康和恢复活力，”该研究的第一作者陈维端博士说，他也来自斯坦福大学医学院。