研究背景
來自威康-桑格研究所等機(jī)構(gòu)的研究人員構(gòu)建了人類骨骼發(fā)育的首張多組學(xué)圖譜，詳細(xì)描述了骨骼如何形成，并闡明了關(guān)節(jié)炎的形成過程。這項(xiàng)研究發(fā)表在2024年11月21日的《Nature》期刊上，題為“A multi-omic atlas of human embryonic skeletal development”。
#### 主要發(fā)現(xiàn)
- **骨骼發(fā)育機(jī)制**：研究人員展示了軟骨作為支架促進(jìn)除頭骨頂部以外的整個(gè)骨骼發(fā)育的過程。
- **頭骨形成**：他們繪制了對(duì)頭骨形成至關(guān)重要的所有細(xì)胞，并研究了基因突變?nèi)绾慰赡軐?dǎo)致新生兒頭骨中的軟點(diǎn)過早融合，從而限制大腦生長(zhǎng)。
- **關(guān)節(jié)炎風(fēng)險(xiǎn)**：早期骨細(xì)胞中被激活的某些基因可能與成年后髖關(guān)節(jié)炎的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，而早期軟骨細(xì)胞中的其他基因則與膝關(guān)節(jié)炎的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。
- **藥物影響**：利用該圖譜，研究人員編制了一份65種不建議在孕期使用的臨床批準(zhǔn)藥物清單，并強(qiáng)調(diào)了這些藥物可能干擾骨骼發(fā)育的方式。
#### 重要意義
- **先天性疾病診斷與治療**：這一資源可用于識(shí)別和治療先天性疾病，如顱骨發(fā)育不全。
- **關(guān)節(jié)炎研究**：進(jìn)一步研究這些不同的細(xì)胞有助于開發(fā)治療關(guān)節(jié)炎的新方法。
- **藥物安全性評(píng)估**：該圖譜為評(píng)估藥物在孕期使用時(shí)的安全性提供了參考，有助于預(yù)防潛在的骨骼發(fā)育問題。
#### 技術(shù)與方法
- **多組學(xué)技術(shù)**：結(jié)合空間和單細(xì)胞水平的基因組學(xué)技術(shù)，研究人員繪制了懷孕頭三個(gè)月（從懷孕后5周到11周）的骨骼發(fā)育圖譜。
- **時(shí)空分辨率**：這種高分辨率圖譜描述了早期發(fā)育過程中與骨骼生長(zhǎng)相關(guān)的所有細(xì)胞、基因網(wǎng)絡(luò)和相互作用。
#### 未來展望
- **基礎(chǔ)研究**：這張骨骼形成的“藍(lán)圖”將幫助科學(xué)家更好地了解年輕和衰老骨骼的狀況。
- **治療方法開發(fā)**：通過在培養(yǎng)皿中培育骨骼和軟骨細(xì)胞，該圖譜具有巨大的治療潛力。
- **全球合作**：該圖譜是人類細(xì)胞圖譜（HCA）項(xiàng)目的一部分，可供全球研究界使用，推動(dòng)全面了解人體在發(fā)育、健康和疾病方面的研究。
#### 專家觀點(diǎn)
- **Ken To博士**：該研究描述了參與骨骼形成和頭骨融合的細(xì)胞類型和機(jī)制，為預(yù)測(cè)基因變化如何影響發(fā)育中的骨骼提供了背景信息。
- **Jan Patrick Pett博士**：首幅人類骨骼發(fā)育的多組學(xué)圖譜對(duì)于了解骨骼如何生長(zhǎng)以及治療可能影響骨骼生長(zhǎng)的疾病具有巨大潛力。
- **Sarah Teichmann教授**：該圖譜揭示了軟骨、骨骼和關(guān)節(jié)在妊娠早期發(fā)育的新線索，首次詳細(xì)介紹了參與其中的細(xì)胞和途徑，推動(dòng)了人類細(xì)胞圖譜計(jì)劃的發(fā)展。
#### 結(jié)論
這項(xiàng)研究不僅為理解骨骼發(fā)育提供了新的視角，還為未來的治療策略奠定了基礎(chǔ)。通過深入研究這些細(xì)胞和通路，科學(xué)家們有望開發(fā)出更有效的治療方法，改善先天性疾病患者的生活質(zhì)量，并減少關(guān)節(jié)炎等退行性疾病的風(fēng)險(xiǎn)。
