《Stem Cells》軟骨形成標誌基因TRPV4新發現 盼成膝關節疾病曙光

2021/08/26
《Stem Cells》軟骨形成標誌基因TRPV4新發現 盼成膝關節疾病曙光
今年7月,致力於3D列印軟骨組織技術的美國生物工程公司Cytex Therapeutics,與華盛頓大學的研究團隊共同在《Stem Cells》發表最新研究。他們透過老鼠的誘導性多潛能幹細胞(iPS細
今年7月,致力於3D列印軟骨組織技術的美國生物工程公司Cytex Therapeutics,與華盛頓大學的研究團隊共同在《Stem Cells》發表最新研究。他們透過老鼠的誘導性多潛能幹細胞(iPS細胞),發現TRPV4可能是一種和軟骨形成相關的調節基因,有機會為骨關節炎、遺傳性軟骨發育疾病及其他軟骨疾病治療帶來新希望。
 
TRPV4全名為「瞬態電位類香草素受器-4」(Transient receptor potential vanilloid 4),其轉錄出的蛋白質,是一種多模式的鈣離子通透陽離子通道(polymodal calcium-permeable cation channel)。研究團隊表示,TRPV4基因在軟骨高度表現,且對胞外刺激非常敏感,也和成人幹細胞及數種細胞株的軟骨形成過程有關。
 
在此研究中,研究團隊利用軟骨相關的螢光報導分子Col2a1-GFP,來監測TRPV4和老鼠iPS細胞衍生的軟骨細胞(chondrocyte)分化過程的影響,藉以確認TRPV4作為軟骨形成標誌的潛力,以及其在調節軟骨形成的功能性角色。
 
經過21天的軟骨形成觀察結果發現,TRPV4的表現,和其他軟骨形成標誌基因一同顯著增加,包括Sox9、Acan、Col2a1等,特別是在帶有螢光標誌的軟骨前驅亞細胞群(chondroprogenitor subpopulation)之中。
 
此外,TRPV4基因的表現也反映出TRPV4蛋白、以及鈣離子的功能性訊號,顯示其能作為典型的軟骨形成標誌基因;TRPV4每天的活化,也顯著增加了軟骨基質(cartilage matrix)的生成。
 
因此他們認為,iPS細胞能成為研究軟骨形成機制極佳的模型系統,用來研究TRPV4在軟骨發育及疾病所扮演的角色,能讓科學家更好地了解軟骨相關疾病的新療法途徑。
 
此外,從生物工程的角度來說,這項研究也指出TRPV4有機會幫助幹細胞分化為軟骨,以幫助膝關節置換或其他關節修復的需求。
 
參考資料:
https://www.genengnews.com/news/discovery-of-genes-role-in-cartilage-may-improve-joint-repair/
 
(編譯 / 吳培安)