探秘骨与组织奥秘：新技术、新因子与疾病关联的突破性研究

《Histochemistry and Cell Biology》：February In focus in HCB

为解决骨与硬组织研究中的技术难题、探究相关因子作用及疾病机制，研究人员开展了骨组织切片技术创新、牙本质形成及骨分化相关因子研究和胃黏膜疾病研究。分别得出改进的切片方法可用于高分辨率分析、Bmi1 促进成牙本质细胞分化等结果，为相关领域发展提供了重要依据。

　　在生命科学和健康医学领域，骨与硬组织的研究一直是备受关注的焦点。从微观层面探究其结构、形成机制以及与疾病的关联，对于医学进步意义重大。以往，骨组织的研究面临诸多挑战，比如在对骨软骨结合处进行原位结构和元素分析时，由于其复杂的组织架构和不同的机械阻力，难以获取高质量的样本进行深入研究；对于牙齿形成、骨分化过程中相关因子的作用机制也不够明晰；在疾病研究方面，像胃癌等疾病的发病机制和诊断标记物的探寻也存在很大空间。正是基于这些问题，开展相关研究迫在眉睫。

来自国外的研究人员针对上述问题展开了一系列研究，相关成果发表在《Histochemistry and Cell Biology》杂志上。

研究人员运用了多种关键技术方法。在骨组织切片技术研究中，采用改进的 Kawamoto 协议制备样本，通过多种成像系统进行分析；在成牙本质细胞分化研究里，运用免疫组化、免疫荧光、western blotting、qRT-PCR 和组织化学染色等技术；骨分化研究采用体外细胞培养、体内手术植入和计算机模拟建模等方法；胃黏膜疾病研究则利用免疫组化技术对大量 FFPE 活检样本进行分析。

下面来看具体的研究结果：

• 无胶带法制备骨软骨组织切片用于高光谱成像：骨软骨结合处复杂的结构给原位分析带来困难。研究人员改进了 Kawamoto 协议，实现了无胶带切片转移，可用于后续高分辨率的生化和力学信息分析。通过多种成像系统检测发现，钙化软骨区和软骨下骨板细胞周围有大量 Ca，钙化软骨和软骨下骨之间界限不明显，软骨内存在分层的纳米力学证据，表明骨软骨单元的减震能力不均匀。
• 成牙本质细胞分化的研究：许多因素参与成牙本质细胞分化，研究人员探究了多梳蛋白 Bmi1 在其中的作用。利用发育中的大鼠下颌组织模型、牙腔修复模型和转染的 KN-3 培养细胞进行研究，结果显示 Bmi1 在牙齿发育不同阶段定位不同，在成牙本质细胞中的免疫染色强度随牙本质形成而减弱。在牙腔修复过程中，Bmi1 在特定时间点出现和消失。过表达 Bmi1 促进矿化组织形成，敲低 Bmi1 则抑制矿化，且该过程可能涉及 Wnt 和 BMP 信号通路。
• 白屈菜酸与成骨分化：研究人员从植物中提取白屈菜酸（chelidonic acid），研究其对间充质干细胞向成骨细胞分化的影响。采用体外、体内和计算机模拟相结合的方法，发现 50mg/L 白屈菜酸处理培养的人间充质干细胞可增加骨基质形成；给植入骨髓和磷酸钙涂层钛板的小鼠口服白屈菜酸，可促进骨组织和红骨髓形成；计算机模拟确定了 306 个基因和 9 条信号通路可能参与白屈菜酸对成骨和钙调节的作用，还识别出 47 个可能调节钙进入间充质干细胞并促进其分化为成骨细胞的基因。
• 健康和患病胃黏膜中的泛素编辑酶 A20：A20 蛋白与炎症、细胞死亡和自身免疫疾病有关，且在肿瘤中具有双重作用。研究人员通过免疫组化分析 326 例 FFPE 活检样本中 A20 的表达，发现正常胃黏膜中 A20 有中等强度的细胞质免疫染色，在部分幽门螺杆菌（HP）胃炎样本的黏膜下炎症区域、自身免疫性胃炎（A - gastritis）、胃腺瘤和肠型癌中，A20 免疫染色显著增加。

综合这些研究，得出了重要结论。在技术方面，改进的无胶带切片方法为骨软骨组织研究提供了更高效的分析手段；在生物学机制上，明确了 Bmi1 在成牙本质细胞分化和牙本质再生中的重要作用，揭示了白屈菜酸促进间充质干细胞向成骨细胞分化的潜在机制；在疾病研究领域，发现 A20 蛋白表达与胃部疾病的关联，为胃癌等疾病的诊断和治疗提供了新的思路。这些研究成果不仅加深了人们对骨与硬组织形成、细胞分化以及疾病发生机制的理解，还为相关疾病的治疗和组织再生疗法的发展提供了理论基础和潜在靶点，推动了生命科学和健康医学领域的进步。