摘要：“脂肪软骨”是一种支撑骨骼组织，由密集排列的气泡状细胞组成，其中含有脂肪。这张图片显示了用绿色荧光染料染色的小鼠耳脂肪软骨扫描图。图片来源：Charlie Dunlop 生物科学学院
“脂肪软骨”是一种支撑骨骼组织，由密集排列的气泡状细胞组成，其中含有脂肪。这张图片显示了用绿色荧光染料染色的小鼠耳脂肪软骨扫描图。图片来源：Charlie Dunlop 生物科学学院
“脂肪软骨”具有与气泡膜类似的特性——超稳定、柔软、有弹性。
由加州大学欧文分校领导的国际研究小组发现了一种新发现的骨骼组织，具有推动再生医学和组织工程发展的巨大潜力。
大多数软骨依靠外部细胞外基质来获得强度，但在哺乳动物的耳朵、鼻子和喉咙中发现的“脂肪软骨”却充满了充满脂肪的细胞，称为“脂软骨细胞”，它们提供超稳定的内部支撑，使组织保持柔软和有弹性——类似于起泡的包装材料。
这项研究发表在《科学》杂志上，解释了脂软骨细胞如何形成和维持自己的脂质储备，并保持恒定的大小。与典型的脂肪细胞不同，脂软骨细胞不会因食物摄入量的变化而收缩或扩张。
“脂肪软骨的弹性和柔顺性使其具有弹性，非常适合耳垂或鼻尖等灵活的身体部位，为再生医学和组织工程开辟了令人兴奋的可能性，特别是对于面部缺陷或损伤。”加州大学欧文分校发育与细胞生物学教授、本文通讯作者马克西姆·普利库斯 (Maksim Plikus) 表示：“目前，软骨重建通常需要从患者的肋骨中采集组织——这是一种痛苦且具有侵入性的手术。未来，患者专用的脂软骨细胞可以从干细胞中提取，纯化后用于制造符合个人需求的活体软骨。借助 3D 打印，这些工程组织可以精确塑形，为治疗先天缺陷、创伤和各种软骨疾病提供新的解决方案。”
1854 年，Franz Leydig 博士首次发现了脂肪软骨细胞，当时他注意到大鼠耳朵软骨中存在脂肪滴，这一发现直到现在才被人们遗忘。加州大学欧文分校的研究人员利用现代生化工具和先进的成像方法，全面描述了脂肪软骨的分子生物学、代谢和骨骼组织中的结构作用。
“脂软骨细胞不是脂肪细胞，也不是传统的软骨细胞。它们代表一种独特的骨骼组织类型的细胞，这种细胞以我们从未见过的方式使用脂质，”通讯作者 Maksim Plikus（右）说道，他是加州大学欧文分校发育和细胞生物学教授，图中他与 Plikus 实验室的博士后研究员兼研究的主要作者 Raul Ramos 合影。图片来源：Ethan Perez / Charlie Dunlop 生物科学学院
他们还发现了抑制脂肪分解酶活性和减少新脂肪分子吸收的基因过程，从而有效地锁定脂肪软骨细胞的脂质储备。当脂肪软骨失去脂质时，脂肪软骨会变得僵硬易碎，这凸显了脂肪细胞在维持组织耐久性和柔韧性方面的重要性。
此外，研究小组还指出，在某些哺乳动物中，例如蝙蝠，脂软骨细胞聚集成复杂的形状，就像它们大耳朵里的平行脊一样，这可能通过调节声波来增强听觉敏锐度。
“脂肪软骨独特脂质生物学的发现挑战了生物力学的长期假设，并为无数的研究机会打开了大门，”这项研究的主要作者、Plikus 发育和再生生物学实验室的博士后研究员 Raul Ramos 说：“未来的研究方向包括了解脂软骨细胞如何随着时间的推移保持稳定性，以及控制其形态和功能的分子程序，以及深入了解细胞衰老的机制。我们的研究结果强调了脂质在代谢之外的多功能性，并提出了在组织工程和医学中利用其特性的新方法。”
参考文献：Raul Ramos、Kim T. Pham、Richard C. Prince、Leith B. Leiser-Miller、Maneeshi S. Prasad、Xiaojie Wang、Rachel C. Nordberg、Benjamin J. Bielajew、Jerry C. Hu、Kosuke Yamaga、Ji Won Oh、Tao Peng、Rupsa Datta、Aksana Astrowskaja、Axel A. Almet、John T. Burns、Yuchen Liu、Christian Fernando Guerrero-Juarez、Bryant Q. Tran、Yi-Lin Chu、Anh M. Nguyen、Tsai-Ching Hsi、Norman T.-L. 撰写的“超稳定脂质空泡赋予软骨其形状和生物力学”。 Lim、Sandra Schoeniger、Ruiqi Liu、Yun-Ling Pai、Chella K. Vadivel、Sandy Ingleby、Andrew E. McKechnie、Frank van Breukelen、Kyle L. Hoehn、John J. RasweilerIV、Michinori Kohara、William J. Loughry、Scott H. Weldy、Raymond Cosper、Chao-Chun Yang、Sung-Jan Lin、Kimberly L. Cooper、Sharlene E. Santana、Jeffrey E. Bradley、Michael A. Kiebish、Michelle Digman、David E. James、Amy E. Merrill、Qing Nie、Thomas F. Schilling、Aliaksandr A. Astrowski、Eric O. Potma、Martín I. García-Castro、Kyriacos A. Athanasiou、Richard R. Behringer 和 Maksim V. Plikus，1 月 10 日2025，科学。DOI: 10.1126/science.ads9960
该团队包括来自美国、澳大利亚、白俄罗斯、丹麦、德国、日本、韩国和新加坡的医疗专业人士和学者，以及来自森林湖塞拉诺动物和鸟类医院和圣安娜动物园的工作人员。
这项工作得到了 WM Keck 基金会 (WMKF-5634988 号拨款) 的部分支持；UCI Beall 应用创新 (产品证明拨款 IR-PR57179)；LEO 基金会拨款 LF-AW-RAM-19-400008 和 LF-OC-20-000611；陈扎克伯格倡议拨款 AN-0000000062；地平线欧洲拨款 101137006；美国国立卫生研究院拨款 U01-AR073159、R01- AR079470、R01-AR079150、R21-AR078939、P30-AR075047、R01-AR078389-01、R01-DE015038、R01-AR071457、R01-AR067821、R01GM152494、R01DE030565、TL1-TR001415、R01-DE013828、R01- DE30565、R01-HD073182、R01-AR067797、R01-DE017914 和 MBRS-IMSD 培训拨款 GM055246；美国国家科学基金会拨款 DMS1951144、IOS-2421118、DMS1763272、CBET2134916、NSF-GRFP DGE-1321846 和 MCB 2028424。其他支持来自西蒙斯基金会拨款 594598、吉田奖学金基金会、Howard A. Scheiderman 奖学金、贝勒医学院癌症研究 Ben F. Love 主席、加州大学河滨分校医学院院长博士后到教师项目和丹麦癌症协会。
来源：康嘉年華