打断骨头还能自愈的新方法，成人也能拥有幼儿的再生力量

幼鼠和新生小鼠可以自然地愈合颅骨顶部的骨骼损伤，但这种能力在成年小鼠中丧失了。在《PNAS》上发表的一项新研究中，匹兹堡大学的研究人员开发了一种新的方法，可以在不植入骨组织或生物材料的情况下促进小鼠的骨再生。

　　

   

   

图匹兹堡大学牙科医学院牙周病和预防牙科副教授Giuseppe Intini

幼鼠和新生小鼠可以自然地愈合颅骨顶部的骨骼损伤，但这种能力在成年小鼠中丧失了。目前治疗颅骨损伤的方法通常是骨移植或植入作为骨再生支架的生物材料，但这些方法并不总是有效的，而且存在风险在《美国国家科学院院刊》上发表的一项新研究中，匹兹堡大学的研究人员开发了一种新的方法，可以在不植入骨组织或生物材料的情况下促进小鼠的骨再生。该技术使用了一种类似于牙齿矫正线的设备，用于重新排列牙齿，沿着缝合线仔细拉伸头骨，激活位于这些扭曲缝合线中的骨骼干细胞。在成年小鼠中，这项技术修复了颅骨的损伤，否则这些损伤不会自行愈合。

创伤、先天性缺陷和治疗癌症或其他疾病的手术是造成颅骨损伤的常见原因。在人们长到两岁左右后，这种损伤不会自行愈合。在与人类头骨发育非常相似的鼠身上，研究人员使用了一种所谓的骨骼牵拉装置，仔细地对颅骨施加可控的拉力，这种拉力足够轻微地扩大缝合线，但不足以导致骨折。通过单细胞RNA测序和活体成像显微镜，他们发现这些动物扩张缝合线中的干细胞数量增加了四倍。结果，用该装置治疗的小鼠可以再生骨骼，以治愈颅骨中的一个大缺陷。尽管这种方法对骨骼发育成熟的2个月大的老鼠(大致相当于人类的青年)有效，但它对10个月大或中年的啮齿动物不起作用。

“我们的方法是受到婴儿的启发，因为他们有一种惊人的能力，可以再生构成头骨顶部的颅骨中的骨缺损，”通讯作者Giuseppe Intini博士说。“通过利用身体自身的自愈能力，我们可以刺激骨骼自我愈合。我们希望未来能在这项研究的基础上，为人们开发新的疗法。婴儿的颅骨并没有完全融合，所以干细胞所在的缝合线仍然是开放的。我们想知道未融合的缝合线是否与婴儿中观察到的骨再生能力有关，并假设我们可以在成人中逆向工程，通过机械打开缝合线来激活干细胞生态位，提高干细胞数量。如果你能有效地激活干细胞生态位，你就能增加干细胞的数量，并维持骨缺损的再生。值得注意的是，我们证明了即使它远离缝合线，缺陷也可以愈合。在老年小鼠中，颅骨缝合线中的干细胞数量非常少，所以扩大这个小生态位在提高愈合能力方面并不有效。克服这一挑战是未来研究的重点。”

研究人员正在研究如何将他们的发现用于人类的新疗法，不仅用于治疗颅骨损伤，还用于治疗股骨等长骨骨折。骨骼疏导装置已经被用于治疗某些疾病，比如颅缝早闭(颅骨过早融合的先天性缺陷)，因此扩大这项技术以促进骨骼再生可能是未来临床试验的重点。Intini和他的团队还在研究激活骨骼干细胞的非机械方法，如药物治疗。

Expansion of the sagittal suture induces proliferation of skeletal stem cells and sustains endogenous calvarial bone regeneration