研究背景
来自威康-桑格研究所等机构的研究人员构建了人类骨骼发育的首张多组学图谱，详细描述了骨骼如何形成，并阐明了关节炎的形成过程。这项研究发表在2024年11月21日的《Nature》期刊上，题为“A multi-omic atlas of human embryonic skeletal development”。
#### 主要发现
- **骨骼发育机制**：研究人员展示了软骨作为支架促进除头骨顶部以外的整个骨骼发育的过程。
- **头骨形成**：他们绘制了对头骨形成至关重要的所有细胞，并研究了基因突变如何可能导致新生儿头骨中的软点过早融合，从而限制大脑生长。
- **关节炎风险**：早期骨细胞中被激活的某些基因可能与成年后髋关节炎的风险增加有关，而早期软骨细胞中的其他基因则与膝关节炎的风险增加有关。
- **药物影响**：利用该图谱，研究人员编制了一份65种不建议在孕期使用的临床批准药物清单，并强调了这些药物可能干扰骨骼发育的方式。
#### 重要意义
- **先天性疾病诊断与治疗**：这一资源可用于识别和治疗先天性疾病，如颅骨发育不全。
- **关节炎研究**：进一步研究这些不同的细胞有助于开发治疗关节炎的新方法。
- **药物安全性评估**：该图谱为评估药物在孕期使用时的安全性提供了参考，有助于预防潜在的骨骼发育问题。
#### 技术与方法
- **多组学技术**：结合空间和单细胞水平的基因组学技术，研究人员绘制了怀孕头三个月（从怀孕后5周到11周）的骨骼发育图谱。
- **时空分辨率**：这种高分辨率图谱描述了早期发育过程中与骨骼生长相关的所有细胞、基因网络和相互作用。
#### 未来展望
- **基础研究**：这张骨骼形成的“蓝图”将帮助科学家更好地了解年轻和衰老骨骼的状况。
- **治疗方法开发**：通过在培养皿中培育骨骼和软骨细胞，该图谱具有巨大的治疗潜力。
- **全球合作**：该图谱是人类细胞图谱（HCA）项目的一部分，可供全球研究界使用，推动全面了解人体在发育、健康和疾病方面的研究。
#### 专家观点
- **Ken To博士**：该研究描述了参与骨骼形成和头骨融合的细胞类型和机制，为预测基因变化如何影响发育中的骨骼提供了背景信息。
- **Jan Patrick Pett博士**：首幅人类骨骼发育的多组学图谱对于了解骨骼如何生长以及治疗可能影响骨骼生长的疾病具有巨大潜力。
- **Sarah Teichmann教授**：该图谱揭示了软骨、骨骼和关节在妊娠早期发育的新线索，首次详细介绍了参与其中的细胞和途径，推动了人类细胞图谱计划的发展。
#### 结论
这项研究不仅为理解骨骼发育提供了新的视角，还为未来的治疗策略奠定了基础。通过深入研究这些细胞和通路，科学家们有望开发出更有效的治疗方法，改善先天性疾病患者的生活质量，并减少关节炎等退行性疾病的风险。
