科学家们发现了一种名为“脂软骨”的新型支持性骨骼组织，这种组织由密集排列的类似气泡的细胞构成，这些细胞内含有脂肪。一张扫描图展示了用绿色荧光染料染色的小鼠耳部脂软骨。图片提供：Charlie Dunlop，生物科学学院。
脂软骨具有类似于气泡包装材料的特性——超级稳定、柔软且有弹性。
由加州大学欧文分校领导的国际研究团队发现了一种具有重大潜力推进再生医学和组织工程的新类型骨骼组织。大多数软骨依赖外部细胞外基质来提供强度，但“脂软骨”（存在于哺乳动物耳朵、鼻子和喉咙中）则独特地充满了富含脂肪的细胞，称为“脂软骨细胞”，这些细胞提供了超级稳定的内部支撑，使组织保持柔软和有弹性——类似于气泡包装材料。
该研究发表在《科学》杂志上，解释了脂软骨细胞如何形成和维持其自身的脂质储备，保持恒定的大小。与典型的脂肪细胞（脂肪细胞）不同，脂软骨细胞不会因食物摄入量的变化而缩小或扩大。
“脂软骨的韧性和稳定性赋予了它柔顺且有弹性的特性，非常适合用于灵活的身体部位，如耳垂或鼻尖，这为再生医学和组织工程，特别是面部缺陷或损伤的治疗带来了令人兴奋的可能性，”加州大学欧文分校发育与细胞生物学教授Maksim Plikus说。
“目前，软骨重建通常需要从患者的肋骨处采集组织——这是一个痛苦且侵入性的过程。未来，可以利用干细胞衍生的患者特异性脂软骨细胞进行纯化，并用于制造定制的活体软骨。借助3D打印技术，这些工程组织可以精确塑形，为先天缺陷、创伤和各种软骨疾病提供新的解决方案。”
再发现与深入表征
早在1854年，Franz Leydig博士首次注意到大鼠耳朵软骨中存在脂肪滴，这一发现当时被忽视，直到现在才被重新认识。通过现代生化工具和先进的成像方法，加州大学欧文分校的研究人员全面表征了脂软骨的分子生物学、代谢和结构作用。
“脂软骨细胞既不是脂肪细胞，也不是传统意义上的软骨细胞。它们代表了一种独特的骨骼组织类型，以我们从未见过的方式使用脂质，”加州大学欧文分校发育与细胞生物学教授Maksim Plikus（右）表示，他与Plikus实验室的博士后研究员Raul Ramos（本文第一作者）一同展示研究成果。图片提供：Ethan Perez / Charlie Dunlop，生物科学学院。
研究人员还发现了抑制分解脂肪的酶活性和减少吸收新脂肪分子的遗传过程，从而有效地锁定了脂软骨细胞的脂质储备。当脂软骨失去其脂质时，会变得僵硬和脆弱，突显了其富含脂肪的细胞在维持组织耐用性和灵活性方面的重要性。
生物学意义与未来研究
此外，研究团队注意到，在某些哺乳动物（如蝙蝠）中，脂软骨细胞会组装成复杂的形状，例如蝙蝠巨大耳朵中的平行脊状结构，这可能通过调节声波来增强听力敏锐度。
“脂软骨独特脂质生物学的发现挑战了长期以来对生物力学的假设，并开启了无数研究机会，”Plikus实验室的博士后研究员、本文第一作者Raul Ramos说。
“未来的研究方向包括了解脂软骨细胞如何随着时间保持稳定性，以及调控其形态和功能的分子程序，还包括对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，并提出了在组织工程和医学中利用其特性的新方法。”
参考文献：“超级稳定的脂质空泡赋予软骨其形状和生物力学特性”（Raul Ramos等，《科学》，2025年1月10日），DOI: 10.1126/science.ads9960。
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