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骨骼變透明了! 將有助於了解骨內祕密

2017.06.17 環球生技月刊

十年前存在於你我體內的骨頭,如今皆已不復存在了!當然,取而代之的就是由新的骨細胞所形成的「新」骨頭。

骨骼與皮膚相似,皆是一種不斷地在更新的組織,當老化的骨細胞不斷地脫落,骨髓中的幹細胞也會持續生成新的細胞出來。對於健康的骨頭來說,舊的骨細胞消失與新的骨細胞生成之間有著精確的平衡調節。

而這個平衡的過程是受到骨髓中幹細胞,即「骨祖細胞(osteoprogenitor)」所調控。骨祖細胞能進一步分化成造骨細胞及骨細胞,進而維持骨質的穩定。

為了進一步了解骨質疏鬆症等疾病的發生機制,科學家們需要研究骨祖細胞的活動情形。然而,此類細胞數量稀少,且在骨頭內的分佈不一,因此十分不易觀察。

4月26日一項發表於《Science Translational Medicine》的研究中,由加州理工學院助理教授Viviana Gradinaru的團隊開發出一項能使骨頭變得透明化的技術,幫助科學家觀察骨骼內部幹細胞的活動情況。這項技術也對測試治療的藥物具有重大意義。

這項稱為「CLARITY」的骨骼透明技術是透過將組織細胞中不透明的部份,如鈣質、脂質等成份去除,同時注入透明的水溶膠基質成分保持組織的結構。

此研究中,研究團隊是利用死亡的基因轉殖小鼠進行實驗,使其體內的骨祖細胞能發出紅色螢光。觀察前,先將小鼠骨頭中的鈣質去除,接著再將骨頭浸泡於水溶膠中進行固定,最後利用溫和型的去垢劑移除了骨頭中的脂質。透過高解析度成像,研究人員能輕易地觀察到完整骨骼組織中的幹細胞亞群。

利用這項技術,研究團隊也與Amgen合作進行了一類治療骨質疏鬆症藥物的檢測。此外,應用這項技術也對未來科學家探討骨骼與身體其它部位之相互作用具有重要的意義。

 

2017.06.20 由讀者Chieh Chang 補充

CLARITY不是Viviana Gradinaru「開發」的,而是由史丹佛大學的Dr. Karl Deisseroth與當時他的postdoc Kwanghun Chung發明。這位Viviana Gradinaru也是在postdoc的時候到了Dr. Deisseroth的實驗室而習得這技術,其後逐漸將這個方法發揚光大,特別是處理比較難滲透的組織(例如:腎臟、骨骼),她在2014年就在Cell發表了一篇論文講全鼠透明化(whole mouse CLARITY),這篇骨骼透明化論文算是「改良」CLARITY路上的一個小品。
https://en.wikipedia.org/wiki/CLARITY

Dr. Gradinaru的自我介紹
http://glab.caltech.edu/aboutus.html

2014全鼠透明化的論文
http://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(14)00931-3

文章分類 全球新聞 標籤: , , ,

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