哥德堡大学的研究团队绘制了青春期骨骼生长板的分子组织图谱——这一结构最终决定了成年身高。分析结果识别出两种不同的干细胞群,它们共同参与纵向骨生长,并首次在人体组织样本中证明生长激素可直接作用于这些细胞。该研究发表于《Science Translational Medicine》。
生长板中隐藏的“双重干细胞系统”
生长板是位于长骨(如股骨、胫骨)两端近关节处的软骨组织,是儿童和青少年身高增长的引擎。新研究揭示,这个结构中存在两种功能迥异的干细胞群:
| 干细胞类型 | 特征 | 功能 |
|---|---|---|
| 静止型干细胞(Quiescent) | 处于储备状态,增殖不活跃 | 作为“后备军”,具有自我更新能力,可在需要时生成特化细胞 |
| 活跃型干细胞(Active) | 增殖活跃 | 持续产生新的软骨细胞,这些软骨细胞随后被骨组织替代,推动骨骼延长 |
研究团队推测,静止型与活跃型干细胞之间的相互作用对于青春期身高增长至关重要。在小鼠实验中,静止型干细胞被证实具有自我更新和生成骨骼特化细胞的能力。
关键发现:生长激素直接作用于这两类干细胞
长期以来,生长激素促进身高增长的机制被认为主要通过诱导肝脏产生胰岛素样生长因子1(IGF-1)间接实现。而本研究提供了新证据:
生长激素能够直接作用于生长板中的这两类干细胞,激活多种信号通路,促进其增殖,同时下调其他通路。
“我们的结果表明,生长激素直接作用于对身高增长至关重要的干细胞。这可能帮助我们为身材矮小的儿童制定更有效的治疗策略,”该研究的第一作者之一、哥德堡大学研究员Nelson TL Chu表示。
“随着时间的推移,这还有助于识别哪些儿童最有可能从治疗中获益,并支持开发更具针对性的疗法。”
历史传承:延续40年前的开创性发现
该研究的资深作者Andrei Chagin教授指出,这项工作的灵感源于40多年前哥德堡大学的一项开创性发现——当时的研究证明生长激素可直接刺激大鼠的生长。
“我们很自豪能够将这一发现延伸到人类生理学,”Chagin说。
研究方法与样本
研究团队分析了青春期儿童的组织样本,在实验室环境中检测了单个细胞及其对生长激素的反应。通过对人类青春期生长板的转录组图谱绘制,他们得以在单细胞分辨率下揭示这两种干细胞群的存在及其分子特征。
临床意义:生长障碍治疗的新方向
这项发现对临床实践具有多重潜在影响:
更有效的治疗策略:理解生长激素的直接靶细胞,有助于优化当前针对矮小症患儿的治疗方案。
患者分层:未来可能识别出哪些儿童最可能从生长激素治疗中获益,避免不必要的治疗。
新药靶点:针对这两类干细胞或其信号通路的调控,可能为对传统生长激素治疗不敏感的生长障碍提供新疗法。
理解生长异常:帮助阐明某些生长过快(如巨人症)或生长迟缓(如特发性矮小)的细胞机制。
未来方向
研究团队计划进一步探索:
静止型干细胞被“激活”的分子开关是什么?
两种干细胞群之间的通讯机制如何调控生长速度?
能否通过药物调控这些干细胞来治疗生长障碍,同时避免副作用?
文献信息
Chu, N. T. L., et al. (2026). A transcriptional atlas of the pubertal human growth plate reveals two populations of stem cells and direct effect of growth hormone. Science Translational Medicine.
DOI: 10.1126/scitranslmed.adw3590