研究人员发现了一种新型软骨样组织——“脂肪软骨”（lipocartilage），这种组织由含有脂肪的细胞组成，可能在再生医学领域带来重大突破。该研究由加州大学欧文分校（UC Irvine）领导的国际团队进行，并于2025年1月30日发表在《科学》杂志上。
软骨是骨骼系统的重要组成部分之一，其主要功能包括为耳朵、鼻子和气管等结构提供形状和支持，并在关节中充当减震器。现在，加州大学欧文分校的研究人员发现了一种新的骨骼组织——脂肪软骨，这可能彻底改变再生医学和组织工程学领域。
“脂肪软骨的弹性和稳定性赋予其一种柔韧而有弹性的特质，非常适合用于耳垂或鼻尖等灵活的身体部位，为再生医学和组织工程学开辟了令人兴奋的可能性，尤其是在面部缺陷或损伤的修复方面。”加州大学欧文分校发育与细胞生物学教授、该研究的通讯作者Maksim Plikus表示。
软骨的生物力学特性——既坚固又柔韧——是由软骨细胞（chondrocytes）分泌大量富含胶原蛋白的细胞外基质（ECM）形成的。然而，在之前的一项研究中，研究人员在研究小鼠耳朵以寻找关于毛发生长的答案时，注意到小鼠耳朵软骨中存在含有内部脂肪储存的细胞。进一步观察后，他们发现在小鼠的鼻子、声带和胸部也存在这种新型组织。因此，研究人员着手更好地了解这种脂肪软骨。
尽管这些细胞最初被认为是一种脂肪细胞（adipocytes），即构成脂肪组织的细胞，但研究人员发现它们实际上是一种名为脂软骨细胞（lipochondrocyte）的独特脂肪填充骨骼细胞。他们确认这些细胞内的脂肪储存单元（vacuoles）非常坚固和超级稳定。无论动物是过度喂养至肥胖还是饥饿，单个脂软骨细胞的大小都不会发生变化。这与脂肪细胞不同，脂肪细胞在肥胖时会充满脂滴并增大，在饥饿期间则会排空脂滴并缩小。这意味着无论食物供应情况如何，脂肪软骨都能保持其耐用和柔韧的特性，研究人员将其比作气泡膜。
研究人员通过绿色荧光染料染色，观察到在小鼠耳朵中密集排列的脂软骨细胞。
“脂肪软骨独特脂质生物学的发现挑战了生物力学领域的长期假设，并为无数研究机会打开了大门。”加州大学欧文分校发育与再生生物学实验室的博士后研究员、该研究的第一作者Raul Ramos说，“未来的研究方向包括了解脂软骨细胞如何随时间保持稳定，以及控制其形态和功能的分子程序，还有细胞衰老机制的见解。我们的发现强调了脂质在代谢之外的多功能性，并暗示了在组织工程和医学中利用其特性的新方法。”
除了啮齿动物外，研究人员还在蝙蝠和有袋类动物等其他哺乳动物的耳朵中发现了脂肪软骨，尤其是那些具有薄而膜状耳朵的动物。研究人员还证实，在实验室中从胚胎干细胞培养的人类软骨细胞中也会形成丰富的脂滴。
研究人员看到了脂肪软骨在未来应用的巨大潜力。
“目前，软骨重建通常需要从患者的肋骨采集组织——这是一种痛苦且侵入性的手术。”Plikus说，“未来，可以从干细胞衍生出特定患者的脂软骨细胞，经过纯化后用于制造量身定制的活体软骨。借助3D打印技术，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。”
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