Adv Sci | 激活“沉睡”的骨膜干细胞，颅颌面骨再生迎来新突破

颅颌面骨缺损 修复 是临床骨再生领域最具挑战性的难题之一，常见于先天性畸形、外伤、肿瘤切除或感染等所致的骨组织缺失。这类缺损不仅严重影响咀嚼、呼吸等基本生理功能，还关系到面部外形的完整性与患者的心理健康。与四肢长骨相比，颅颌面骨具有独特的胚胎发育来源、复杂的解剖结构及特殊的再生模式，其修复不仅需要“填补骨量”，更要求形态精准、功能匹配，并与周围软硬组织实现良好整合。然而，传统治疗策略如自体骨移植、异体移植和人工骨替代材料，普遍面临供源有限、生物活性不足及结构契合度低等瓶颈，难以应对颅颌面区域高度复杂的再生需求。因此，深入挖掘来源于局部、具备高成骨潜能的干细胞群体，并系统解析其活化调控机制，已成为推动颅颌面骨再生向精准化、功能化及临床转化发展的关键突破口。

近日，北京大学口腔医院周永胜教授 、张萍副教授 团队在Advanced Science期刊发表题为EGR1 promotes craniofacial bone regeneration via activation of ALPL⁺PDGFD⁺ periosteal stem cells的研究论文，报道了ALPL⁺PDGFD⁺骨膜干细胞（ AP⁺ PeSCs ）在颅颌面骨修复中的关键作用，并揭示了转录因子EGR1介导其活化的分子机制，为临床骨再生治疗提供了全新思路和潜在靶点。

研究团队借助单细胞转录组测序技术与小型猪模型，结合体内单克隆移植、二次移植及骨缺损修复 等 实验，系统 分离 出一类具有稳定自我更新能力和成骨分化潜能的 ALPL⁺PDGFD⁺ 骨膜干细胞群体（ AP⁺ PeSCs ），明确 了 其在颅颌面骨 缺损修复 中的关键作用。 值得一提 的是，在人类胚胎及成人颅骨骨膜组织中也检测到高度相似的 AP⁺ PeSCs 群体，表明该类干细胞具有跨物种的保守性与潜在的临床可转化价值。 机制研究表明， EGR1 是调控骨膜干细胞（ PeSCs ）活化的关键“分子开关”。研究团队利用小鼠骨膜特异性 Egr1 条件性敲除模型发现，缺失 EGR1 会显著削弱 PeSCs 的增殖能力和成骨功能，凸显 了 其在骨修复过程中的核心作用。在分子层面， EGR1 通过不同的结构域发挥精细调控作用：其 Znf2 结构域介导 BMP 信号通路的调控，而 Znf2/3 结构域则激活 WNT10B/CTNNB1 通路，共同驱动骨损伤后的 骨膜 干细胞激活与骨再生。此外，研究还发现多个与 PeSCs 活化密切相关的基因在不同阶段呈现动态表达特征：如 POSTN 、 TGFB2 和 LGALS1 在胚胎阶段高度表达，而 VIM 、 CCL2 和 MGP 在骨损伤后显著上调。这些动态变化揭示了 PeSCs 在发育与再生过程中的转 录调控规律 。 这些 发现 也 为后续开发靶向小分子药物或生物材料介入手段 促进颅颌面骨损伤修复 提供了 新的 方向。

有趣的是，尽管在长骨骨膜中也可检测到 AP⁺ 细胞， 但 ALPL 和 PDGFD 并非长骨骨膜干细胞的特异性标志物，这一点与颅骨骨膜中 的 AP⁺ PeSCs 形成鲜明对比。此外，颅骨 PeSCs 的活性特征也明显不同于 长骨 骨膜中的干细胞。尽管长骨与颅骨在骨膜与骨髓的组织组成上存在一定相似性， 上述 结果进一步强调了两者在干细胞构成与功能调控机制上的关键差异 。

相比于小鼠等传统模式动物， 小型 猪在面部骨骼解剖、牙列发育及唾液腺结构等方面与人类高度相似，为颅颌面骨再生机制的研究提供了更具临床相关性的动物模型。本研究不仅系统识别并功能验证了 AP⁺ 颅骨骨膜干细胞在骨损伤修复中的关键作用，还深入揭示了转录因子 EGR1 介导其活化的分子机制。更具意义的是，研究通过构建人 - 猪双物种验证体系，显著提升了成果的临床转化潜力。靶向激活 EGR1 或其下游信号通路，有望成为应对复杂颅颌面骨缺损的全新再生医学策略，为实现精准且高效的骨组织修复提供可行路径。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202410243

制版人：十一

BioArt

Med

Plants

人才招聘

学术合作组织

（*排名不分先后）

战略合作伙伴

（*排名不分先后）

转载须知

【非原创文章】本文著作权归文章作者所有，欢迎个人转发分享，未经作者的允许禁止转载，作者拥有所有法定权利，违者必究。