Itm2a标记骨外膜中参与骨折损伤修复骨骼干细胞类群

　　

       

图 Itm2a阳性细胞作为骨折损伤修复过程中的祖细胞

　　在国家自然科学基金项目（批准号：82230082、81991512、82102569）等资助下，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心、海南医科大学邹卫国研究员团队与中国科学院分子细胞科学卓越创新中心周波研究员团队合作，在骨折损伤修复机制研究方面取得进展。研究成果以“Itm2a标记骨外膜中参与骨折损伤修复骨骼干细胞类群（Itm2a expression marks periosteal skeletal stem cell that contribute to bone fracture healing）”为题，于2024年9月3日在线发表于期刊《临床研究杂志》（Journal of Clinical Investigation）上。论文链接：https://www.jci.org/articles/view/176528。

　　随着我国社会经济的快速发展与人口老龄化的不断加剧，骨折的发生率也日益攀升。临床约5％~10％的骨折患者无法正常愈合。参与骨折损伤修复的骨骼干细胞主要来源于骨髓和骨膜，其中骨膜来源的骨骼干细胞（periosteal skeletal stem cells, P-SSCs）对骨折损伤修复起重要作用，但目前仍缺少P-SSCs的特异性膜蛋白标志物，导致难以直接分选P-SSCs，阻碍了基于干细胞治疗骨折愈合不良的临床转化研究。

　　该合作研究团队通过对已知骨损伤修复细胞来源的Prrx1-Cre阳性骨膜组织进行单细胞测序和细胞类群解析，筛选出整合膜蛋白2A（Integral Membrane Protein 2A ，Itm2a）分子作为P-SSCs的特异性膜蛋白标志物；利用肾囊移植与骨钻孔移植模型，发现Itm2a阳性P-SSCs具有良好的自我更新能力与分化潜能；进一步构建Itm2a-CreER小鼠，通过谱系示踪实验证明了Itm2a阳性骨膜细胞可以作为祖细胞参与骨折和骨缺损的修复过程（图），且Itm2a谱系比Prrx1谱系对骨折过程中的软骨和成骨的贡献更高；Bmp2在Itm2a谱系中的基因敲除或Itm2a谱系细胞的清除都会使得骨折愈合发生障碍。此外，该团队在人的骨骼样本中也检测到了ITM2A阳性细胞，并且人ITM2A阳性骨骼干细胞在体外培养与肾囊移植模型中较ITM2A阴性骨骼干细胞展现出更强的干细胞性质。

　　该研究鉴定了骨外膜干细胞膜蛋白标志物Itm2a，为临床上应用骨膜来源干细胞治疗骨折愈合不良提供了前期研究基础，Itm2a-CreER小鼠的构建也为骨膜干细胞的相关研究提供了良好的动物模型。