血小板来源的生长因子影响创伤后干细胞的增殖

今天发表在BMC医学杂志上的一项研究报告首次表明，血小板来源的生长因子通过招募间充质干细胞与骨折修复有关。在这篇客座文章中，共同作者Peter Giannoudis、Hiang Boon Tan和Elena Jones解释了这项研究。

人们对利用干细胞重建因创伤或疾病而受损的组织和器官越来越感兴趣。干细胞是形成这些组织的成熟细胞的前身，可以在特定的化学和生物力学因素的驱动下形成成熟细胞和细胞外基质，从而形成模仿天然组织的替代组织。

在过去的10 - 20年,重大的科学技术的开发和工业的努力一直集中在扩大的干细胞在人体外,但这些技术仍然昂贵和难以使用临床,尤其是因为干细胞动物试剂需要成长,这些试剂可以导致动物病原体传染给人类。

另一方面，人类体内干细胞的行为，以及它们对损伤或疾病的反应，至今仍知之甚少。例如，目前尚不清楚干细胞在创伤后数量是否增加，以及它们是否能够通过血流迁移到受损组织，然后重建这些组织。此外，迁移的干细胞可以与组织驻留细胞相互作用，诱导它们进行必要的修复。虽然这在一些小鼠模型研究中已被证实是正确的，但小动物的生理机能与人类有显著的不同。

创伤患者间充质干细胞

在我们的研究中，我们调查了骨骼创伤的严重程度是否是影响人类干细胞行为的因素。为了解决这个问题，我们从两个创伤组招募患者(单个骨的单独创伤/损伤和多个骨的多创伤/损伤)，并在受伤后立即和几天后分析他们的骨髓间充质干细胞(MSCs)。

我们没有观察到两组间充质干细胞释放到外周血中，这表明干细胞不太可能从骨髓直接转运到受损区域。然而，我们观察到损伤后骨髓间充质干细胞的特征确实发生了变化;它们的数量增加与血小板的循环数量直接相关，而且它们增加了血小板衍生生长因子表面受体的丰度。换句话说，msc已经“动员起来”并获得了必要的弹药，以便在损害发生后不久就能与之战斗。

这些事件发生在一个不同的网站,我们的数据表明,类似的干细胞动员的网站很可能发生的破坏,整个过程可能集中控制通过血小板衍生生长因子和其他未知因素释放到血液。如果这些未知因素被完全发现，这就为操纵病人的干细胞提供了一个新的机会，而不需要把它们带到体外。

利兹理学硕士小组的研究

由Peter Giannoudis教授领导的利兹总医院创伤和骨科学术单位，长期以来一直是骨骼再生中钻石概念的倡导者。它促进了许多因素的要求，以允许最佳的骨修复过程发生。这四个因素包括再生细胞(MSCs)的存在，适当的生长因子来驱动它们的反应，有机基质或支架来“容纳”MSCs，非常重要的是，一个稳定的机械环境。关于这一概念，目前的研究不仅突出并揭示了MSC创伤后的生理行为，还提示可以从患者自身血液中提取必要的生长因子。目前已被批准用于临床的生长因子，如骨形态发生蛋白，是由重组DNA技术(来自中国仓鼠卵巢细胞)生产的，价格昂贵，并不是没有不良副作用。我们的研究表明，可以开发新技术大量生产这些生长因子，例如与国家输血服务机构合作。

利兹的MSC小组始于2001年，是由埃琳娜·琼斯博士(干细胞生物学家)和丹尼斯·麦格纳格尔教授(风湿病学家)合作成立的，他们的目标是在人类骨髓中找到真正的MSC。2002年，他们发表了一项研究，描述了如何在不需要扩大培养的情况下，从人类骨髓中发现和分离msc。在此之后，许多文章研究了关节组织和不同类型骨骼中基质细胞的性质。Hiang Boon Tan博士是一名有抱负的骨科学术培训生，他完成了这项工作，为发表本文中描述的作为他研究生研究的一部分的研究做出了贡献。

综上所述，创伤后骨髓间充质干细胞数量的增加与血小板循环数量直接相关。间充质干细胞还增加了其表面受体对血小板衍生生长因子的丰度。这些变化可以通过释放到血液中的因子集中控制。对这些因素的识别可能为不将患者的干细胞带出体外而操纵它们提供一个新的机会。

由于利兹总医院创伤和骨科学术单位与位于利兹圣詹姆斯医院Wellcome Trust Brenner大楼的间充质干细胞组的独特合作，这项工作得以实现。它们都是利兹风湿病和肌肉骨骼医学研究所的一部分，并得到了利兹肌肉骨骼生物医学研究单位(LMBRU)的支持。LMBRU是由英国国家卫生研究院资助的生物医学研究单位，旨在联合利兹教学医院NHS信托和利兹大学之间的强大合作和高质量的肌肉骨骼研究活动。创伤科是一个繁忙的主要创伤中心和英国三级转介中心，负责处理复杂的创伤个案;这对于确保高质量的病例入院和招募患者进入本研究至关重要。