2014年10月27日

发现新生小鼠如何修复骨折可以改善治疗

如果你曾经破碎了骨头，那么你需要手术，牙套或夹板来重新安排骨骼。另一方面，婴儿的严重骨折可以通过一个冒充科学家的过程来愈合。10月27日通过Cell Press发布的一项研究细胞发育揭示了新生小鼠中骨折的手臂骨可以通过一种先前未知的涉及骨生长和肌肉收缩的机制迅速重新排列。这些发现为人类婴儿和其他年轻脊椎动物如何修复骨折提供了新的见解，并为更有效的治疗策略铺平了道路。

“进化创造了一种强大的机制骨再生该研究的资深作者、魏茨曼科学研究所的埃拉扎·泽尔泽(Elazar Zelzer)说。“对新发现的再生方案进行进一步的研究，可能会找到其他方法来治疗对当前实践反应不佳的骨折。”

骨头是脊椎动物中少数能自我再生的器官之一。虽然婴儿可以自发再生，但成人需要干预将骨恢复到直位，并使用金属或石膏固定。但是标准的治疗方案有一些副作用，包括肌肉萎缩和关节僵硬。泽尔泽和他的团队怀疑，更好地理解婴儿的自然再生有助于改进对成人骨折的干预。

在这项新的研究中，研究人员发现新生小鼠的骨折骨骼通过大量的运动迅速恢复骨碎片而不是通过骨重塑——一个缓慢的过程，包括一侧新骨的同时形成和另一侧现有骨的侵蚀。“这一发现挑战了骨折愈合的传统观点，并引入了一个全新的阶段骨修复经典的四阶段模型，”泽尔泽说。

重新调整过程是由骨骼生长（就像机械千斤顶一样作用，以产生所需的相反力，使两个骨片段矫动。此外，用瘫痪骨折肌肉瘫痪的药物治疗，防止了正常的骨生长和骨骼调整，这表明这一点肌肉收缩在修复过程中发挥着关键作用。

“将这种新知识融入目前的方法可能会改善未来的治疗，”Zelzer说。“例如，治疗方案可包括基于年龄的协议，较短的刚性固定时段，以允许肌肉力参与愈合过程。”

这些分别是P5 (a)、P9 (B)和P11 (C)处肱骨骨折的三维活体CT图像，以及P9和P11处同一骨的(B’和C’)二维活体CT图像。比例尺，2毫米。骨折凹面的放大图，用(C’)中的红色虚线框来划分。H&E染色(D)和Col10a1原位杂交(E)显示软骨细胞的存在(黑色箭头所示)。成骨细胞标记物Bsp (F)显示矿化过程从凸向凹的进展。(G)散点图显示所有肱骨骨折的两个碎片之间的夹角(n = 13)，分别在P5(蓝色菱形)、愈伤组织骨化过程中(P11-P15，绿色X)和P28(红色圆圈)测得。信用：细胞发育,腐烂等等。
（a）愈合从骨折骨折和骨折部位炎症开始。（b）形成软愈伤组织（紫色），我们展示了在骨折部位的凹面侧组织为双向生长板。（c）两个生长板在相反方向上延伸生长。结果是类似的千斤顶状机械效果，使碎片向矫直（红色箭头）移动。（d）骨化产生硬质愈伤组织（橙色）。（e）通过重塑骨骼的形状进行微调。信用：细胞发育,腐烂等等。