儿童白癜风早期症状 http://pf.39.net/bdfyy/dbfzl/141103/4509122.html实验设计
引言
以前小编听说过这样一句话“伤筋动骨一百天,老人骨折再加一百天”,感觉对于上了年纪的人来说骨折愈合是一场旷日持久的拉锯战。老人们不仅恢复得慢,有时受伤的骨头还可能彻底坏死,这样形成的骨缺损十分影响生活。作为社会主义好青年,我们不禁去想:为什么我们年轻时骨折受伤能这么快恢复?我们老去时又该拿什么去拯救我们那不愈合的骨折?为了解决这个问题,科学家们日复一日地不断尝试,终于,这个问题的答案似乎在慢慢地被揭开了面纱。
年10月27日在线发表在ScientificReports期刊上,一篇名为“WNT-activatedbonegraftsrepairosteonecroticlesionsinagedanimals”的论文就公布了一项最新的研究:高龄小鼠同种骨移植前,预处理移植骨并激活WNT通路能逆转骨组织的成骨分化能力,使之恢复到年轻时的最佳水平。这项研究由斯坦福医学院外科学系B.Salmon教授研究小组主导完成。
实验简介
-Step1首先研究人员通过小鼠手术和冷冻消融的方法构建了小鼠骨坏死模型,之后利用了不同预处理的同种移植骨对创口进行了修复。本实验中之所以选用小鼠而非其他常用的哺乳动物模型是为了方便之后在分子和细胞水平对于骨组织成骨分化能力进行评价。-Step2接下来研究人员对比了未经处理的高龄植骨V.S.青年植骨小鼠的新骨形成情况。在术后第14天时,青年组小鼠骨在染色组织切片可观察到大量矿化组织桥接骨缺损部位,CT片中也显示形成了大量骨痂,恢复情况良好;而老年组小鼠缺损愈合较差,只形成了少量的再生骨组织。在骨量分析中研究人员也发现老年组小鼠形成的骨量远低于青年组小鼠。接下来进一步的实验发现青年组较老年组小鼠骨组织Runx2和Osterix表达水平更高(P.S.二者均为WNT通路中的下游蛋白,其表达水平一定程度上与WNT通路活化水平成正比),间接表示青年组小鼠的WNT通路更加活跃(P.S.WNT通路是在成骨过程中的一条明星通路,其表达有助于骨骼形成)。聊到这我们似乎发现了一个有意思的事:如果说年纪越大骨组织WNT通路水平越趋于抑制,那是不是我们只需要人为地促进WNT通路的表达水平就能逆转骨组织老化,焕发第二春呢?-Step3基于以上的假设,科研人员利用脂质体将一种WNT通路中的关键蛋白(WNT3A)在植骨前放入了移植物细胞内用来上调WNT通路的表达水平。结果显示似乎我们的假设有了科学根据~同样在术后第14天,WNT3A处理组的高龄小鼠骨坏死部位恢复良好,大量骨痂组织形成,Runx2和Osterix表达也明显上升了。那如果定量来看WNT3A处理组的高龄小鼠骨再生能力与青年组小鼠比又如何呢?在定量分析Runx2,Osterix和Axin2表达情况的实验中,研究人员发现在WNT3A处理组小鼠骨组织中三者的表达水平不仅大幅提高,更有直追青年组小鼠的趋势。-Step4从前面的实验可以看出,WNT3A处理组的高龄小鼠在术后第14天骨组织恢复状况良好,堪比青年组。为了评价骨坏死部位的远期恢复情况,研究人员再次将时间尺度拉大,记录下了各组小鼠术后第45天的CT结果。结果显示第45天WNT3A处理组的高龄小鼠与青年组小鼠骨坏死部位基本愈合。Bingo!现在我们的假设有了理论基础,也有了实验证据。
总结
看了最新的进展,大家一定心潮澎湃、不能自已。不过小鼠身上的实验成果若想应用在病人身上,必定还得经过一个漫长的论证过程。现在骨组织修复技术是骨科学发展的热点问题,除了本文的方法还有很多研究小组尝试利用间充质干细胞加上生物支架修复骨缺损,实验室研究结果都非常令人鼓舞,但是否能真正广泛应用于临床,还需要经历临床试验的检验。
有时生活中的小细节往往蕴含着科学研究的线索。“年纪越大,伤口越难愈合”是我们生活中常见的现象,但它背后的问题却是“衰老过程是通过了怎样的机制介导了骨组织成骨分化能力的下降?”上文Salmon教授的实验提示我们WNT通路的表达水平与骨组织衰老有密切的联系,目前还有其他研究显示DKK1和Sclerostin的高表达抑制了骨组织的成骨分化。但事实真相往往像蒙娜丽莎嘴角那淡淡的微笑,因为神秘所以迷人。
-Reference
SalmonB,LiuB,ShenE,ChenT,LiJ,GilletteM,etal.WNT-activatedbonegraftsrepairosteonecroticlesionsinagedanimals.SciRep.;7(1):.doi:10./s---9.PubMedPMID:.