关节软骨是一种复杂而特殊的组织，在关节与骨之间充当“缓冲垫”的作用。骨关节炎（OA）是一种常见的退行性病变，是由多种因素引起的关节软骨纤维化而引起的关节疾病。主要表现为关节疼痛，关节僵硬，严重影响了患者的生活质量。受损的软骨可以通过微骨折（MF）手术来治疗，即在关节表面钻一个小孔。有研究报道MF可刺激成年小鼠纤维软骨形成，但该技术对骨骼干细胞（SSC）的影响及如何刺激组织再生知之甚少。
2020年8月18日，美国斯坦福大学医学院Michael T. Longaker和Charles K. F. Chan课题组研究人员在《Nature Medicine》发表题为Articular cartilage regeneration by activated skeletal stem cells的研究论文，研究发现，衰老与小鼠和人类关节炎中SSC进行性丧失和软骨生成减少有关，并且，可通过诱导常驻干细胞产生软骨以治疗OA。
骨骼干细胞是一种能自我更新的细胞，负责骨骼、软骨并能帮助骨髓中血细胞发育。首先研究人员利用βActin-CreERT/Rainbow小鼠模型，观察到骨骼成熟与软骨组织的克隆性降低有关。此外，在克隆标记的软骨区域，随着年龄增长，蛋白聚糖的分泌也明显减少。
为了评估局灶性MF如何影响关节表面的SSC，研究人员在βActin-CreERT/Rainbow小鼠股骨远端关节表面进行MF手术。随后，采用各种技术追踪MF诱导的软骨组织重塑，包括形态计量学分析，免疫染色，EdU标记和FACS分析。结果表明，在MF部位附近增殖细胞增加，并且存在产生蛋白聚糖的软骨细胞、纤维细胞和肥大性软骨细胞。但到第4周，SSC数量减少。
为了明确MF手术是否会改变关节表面的SSCs，研究人员将成年鼠和Ad/MF鼠股骨远端的GFP+SSCs移植到免疫缺陷NSG鼠中。移植后四周，观察到纤维和软骨组织形成，并且，Ad/MF SSCs的增殖能力比成年鼠更强。
最后，研究人员观察MF是否可以通过人SSCs引发类似的再生反应。结果表明，与小鼠一样，人软骨中SSCs随着年龄的增长减少。将胎儿和成人关节软骨移植到NSG小鼠中，研究人员发现，与成人软骨相比，人胎儿软骨产生更多的蛋白聚糖。此外，在移植后第4周，人胎儿组织的细胞和增殖能力明显增强。结果表明，人类骨骼干细胞可以引导骨骼发育，且在软骨发育阶段就停止。
总的来说，该研究发现，在小鼠模型中，MF能激活SSC，被活化的SSC在关节内再生纤维软骨，与天然软骨有相同的细胞组成，具有相似的力学性能，而且还能恢复骨关节炎小鼠的活动能力。
目前，对于关节炎反复发作和重症患者，关节置换手术是非常普遍的治疗方法。但关节置换术具有极强的侵入性，并且使用寿命有限。我们期望关节软骨再生技术早日应用于临床，造福广大OA患者。并且，有望在关节软骨严重退化前恢复其功能，从而避免OA的发生。（生物探索）
参考文献：
Articular cartilage regeneration by activated skeletal stem cells
