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Cell Stem Cell | 白晓春/高学飞团队开发人软骨类器官高通量药物筛选系统鉴定软骨再生新靶点

生物探索  · 公众号  · 生物  · 2024-10-02 20:59

主要观点总结

本文报道了通过构建人软骨类器官高通量筛选系统,发现靶向α2肾上腺素受体(α-AR)能够促进软骨分化并抑制软骨肥大的研究。该研究利用人扩展潜能干细胞(hEPSC)构建了含COL2A1 mCherry和COL10A1 eGFP双荧光报告基因的软骨类器官,并实时监测软骨形成及肥大过程。研究发现α2-AR抑制剂酚妥拉明能够诱导软骨形成并抑制肥大,而α2-AR激动剂则起到相反作用。此外,该研究还揭示了α2-AR信号通路通过cGMP依赖途径产生分泌性白细胞蛋白酶抑制剂(SLPI)从而诱导肥大变性的机制。体内研究表明,酚妥拉明可促进小鼠及小型猪软骨缺损的修复,避免纤维软骨形成。

关键观点总结

关键观点1: 软骨组织的特点及修复困难

软骨组织由单一的软骨细胞组成,缺乏血管神经分布,修复极其困难。自体软骨细胞移植是治疗软骨缺损的理想细胞来源,但供体细胞有限,体外扩增培养时易产生去分化等问题。

关键观点2: 研究的重点及目标

研究的重点是获得并维持软骨细胞的表型,通过构建人软骨类器官高通量筛选系统,寻找促进软骨再生的治疗方法。

关键观点3: 研究发现及药物作用机制

研究发现靶向α2肾上腺素受体(α-AR)能够促进软骨分化并抑制软骨肥大。α2-AR抑制剂酚妥拉明能够诱导软骨形成并抑制肥大,而α-AR激动剂则起到相反作用。该药物通过cGMP依赖途径产生分泌性白细胞蛋白酶抑制剂(SLPI),从而诱导肥大变性。

关键观点4: 研究成果的应用前景

体内研究表明,酚妥拉明可促进小鼠及小型猪软骨缺损的修复,避免纤维软骨形成。该研究成果表明靶向α2-AR或SLPI是软骨再生的有效策略,α-AR抑制剂酚妥拉明是一种有前景且易于临床转化的软骨损伤治疗手段。


文章预览

引言 软骨组织由单一的软骨细胞组成,缺乏血管神经分布,同时软骨细胞增殖能力差,一旦损伤修复极其困难。自体软骨细胞移植是治疗软骨缺损的理想细胞来源,但供体细胞来源有限,体外扩增培养时容易产生去分化,丢失透明软骨的主要成分——Ⅱ型胶原 (COL2A1) 的表达。多能干细胞或成体干细胞可通过适当的诱导方式再生软骨,但现有的分化及扩增过程中难以完全消除异质细胞,并易产生肥大退变倾向,Ⅹ型胶原 (COL10A1) 表达增加。获得并维持软骨细胞的表型是软骨再生医学研究的关键。 2024年9月30日,南方医科大学 白晓春 、 高学飞 研究组在 Cell Stem Cell  上发表标题为 A human organoid drug screen identifies α2-adrenergic receptor signaling as a therapeutic target for cartilage regeneration 的研究论文, 报道了通过构建人软骨类器官高通量筛选系统,发现靶向α2 ………………………………

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