前所未知的骨干細胞過量造成早期顱骨融合

威爾康奈爾醫學院的研究人員發現，嬰兒顱骨的過早融合，即所謂的顱縫閉鎖，是由一種以前未被發現的干細胞——DDR2+干細胞的增加引起的。這一發現為手術之外的治療提供了可能。

根據威爾康奈爾醫學院的研究人員領導的一項臨床前研究，顱縫閉合癥，即嬰兒顱骨頂部過早融合，是由一種以前未知的骨形成干細胞異常過量引起的。顱縫閉鎖是由幾種可能的基因突變之一引起的，大約每2500個嬰兒中就有一個發生。通過收縮大腦生長，如果不通過手術糾正，它會導致大腦發育異常。在復雜的情況下，需要多次手術。

研究發現

最新發表在《自然》(Nature)雜志上的這項研究中，研究人員詳細研究了患有人類顱縫閉合癥中最常見突變之一的小鼠顱骨中發生的情況。他們發現，這種突變通過誘導一種以前從未被描述過的造骨干細胞——DDR2+干細胞的異常增殖，來驅動過早的顱骨融合。

這篇文章討論了顱縫早閉（craniosynostosis）這一組疾病，其特點是顱縫過早融合。顱縫早閉的發病機制中，產生推動融合的成骨細胞的顱蓋干細胞（CSCs）的身份一直不明確。文章作者通過研究表明，生理性的顱蓋骨礦化和病理性的顱蓋骨融合反映了兩種獨立的干細胞系之間的相互作用。這兩種干細胞系分別是之前已經確認的組織蛋白酶K（CTSK）干細胞系CSC1（CTSK+ CSC）和作者在這項研究中新發現的盤狀結構域受體2（DDR2）干細胞系（DDR2+ CSC）。

文章中一個重要的發現是，Twist1基因（與人類顱縫早閉相關的基因）僅在CTSK+ CSC中刪除，就足以在小鼠中引發顱縫早閉。然而，注定要融合的部位卻出現了意外的CTSK+ CSC耗盡和DDR2+ CSC相應的擴張，DDR2+ CSC的擴張是CTSK+ CSC耗盡的直接適應性反應。DDR2+ CSC顯示出完全的干細胞特征，研究結果證實了縫合線中存在兩種獨特的干細胞系，這兩種種群都對生理性的顱蓋骨礦化有貢獻。DDR2+ CSC介導了一種獨特的軟骨內骨化形式，沒有典型的造血骨髓形成。DDR2+ CSC植入縫合部位足以誘導融合，而這種表型可以通過共同移植CTSK+ CSC來預防。

“我們現在可以開始考慮治療顱縫閉鎖，不僅是通過手術，還可以通過阻斷這種異常的干細胞活動，”研究的通訊作者Matt Greenblatt博士說，他是威爾康奈爾醫學院的病理學和實驗室醫學副教授，也是紐約長老會/威爾康奈爾醫學中心的病理學家。這項研究的另一位資深合著者是格林布拉特實驗室的助理研究員Shawon Debnath博士。

在2018年發表在《Nature》雜志上的一項研究中，Debnath、Greenblatt和他們的同事描述了一種被他們稱為CTSK+干細胞的骨形成干細胞的發現。因為這種類型的細胞存在于小鼠的頭骨頂部，或“顱骨”，他們懷疑它在導致顱縫閉鎖中起作用。