勞倫斯——我們在受傷后愈合和再生新組織的能力與生理性別有很大關(guān)系。例如，在更年期后，女性性激素信號的喪失會導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥和骨關(guān)節(jié)炎等退行性疾病，其中骨骼和軟骨會因組織損失而退化并變得更加脆弱和脆弱。
現(xiàn)在，堪薩斯大學(xué)的一名研究人員獲得了美國國立衛(wèi)生研究院頒發(fā)的為期五年、價值 125 萬美元的最大化研究獎，以研究雌激素如何在細(xì)胞微環(huán)境水平上與身體相互作用。這些結(jié)果可以為人類間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞 (MSC) 性別差異的研究指明方向，MSC 可以通過促進(jìn)損傷后的組織修復(fù)和再生來支持其他細(xì)胞的宿主，并且是開發(fā)新的定制療法的關(guān)鍵。
“我試圖了解為什么男性和女性組織的再生方式可能不同，以及這如何導(dǎo)致組織不能很好地再生的疾病的發(fā)生，例如骨質(zhì)疏松癥和骨關(guān)節(jié)炎，”化學(xué)與石油工程助理教授 Jenny Robinson 說。在 KU，他將在 NIH MIRA 獎下領(lǐng)導(dǎo)工作。“我們將在細(xì)胞生存的水平或微環(huán)境中解決這個問題，本質(zhì)上，看看這可能如何決定再生。我們正在研究雌二醇，這是最主要的雌激素，并將該知識與對細(xì)胞 3D 環(huán)境的控制相結(jié)合，以最終了解我們需要什么來促進(jìn)修復(fù)，而這在男性和女性組織中可能有所不同。”
作為一名青少年運動員，羅賓遜因膝蓋受傷而無法從事嚴(yán)肅的足球生涯，但這也引發(fā)了她對身體恢復(fù)相關(guān)科學(xué)的興趣，這種好奇心導(dǎo)致她在生物材料、組織工程和生物分子工程方面的專業(yè)知識.“我的實驗室真正專注于結(jié)締組織，”她說。“我們在膝蓋半月板方面做了很多工作。這確實是我們過去三四年一直在做的事情。”
KU 研究人員的新工作旨在開發(fā)生物材料工具，以解析組織修復(fù)中的性別差異以及身體如何維持體內(nèi)平衡，或在受傷等變化后促進(jìn)健康和功能的必要平衡。工作將遵循三個主要路徑：
首先，Robinson 希望在她的實驗室中使用工程生物材料更好地了解男性和女性 MSC 如何對細(xì)胞微環(huán)境的空間和機(jī)械特性做出不同的反應(yīng)。
“有一些臨床數(shù)據(jù)表明男性和女性的結(jié)構(gòu)組織成分可能存在差異，”她說。“我們知道細(xì)胞對它們的結(jié)構(gòu)環(huán)境非常敏感，在這些工程系統(tǒng)中，我們可以控制很多因素。我的實驗室構(gòu)建了模擬組織的基于聚合物的 3D 結(jié)構(gòu)。我們使用一種技術(shù)在膠原蛋白的尺度上生成纖維——從納米到小微米尺度——并且知道，如果它們在納米纖維上與微米纖維上，或者如果這些纖維只是隨機(jī)取向，那么全面細(xì)胞的反應(yīng)完全不同或像肌肉或許多結(jié)締組織(如半月板)一樣排列。但是，如果它們來自男性或女性患者——這些細(xì)胞對我們可以在實驗室中設(shè)計和提供的結(jié)構(gòu)線索的反應(yīng)是否不同?”
此外，Robinson 的目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)雌激素如何影響下游轉(zhuǎn)錄，或者細(xì)胞如何將 DNA 片段復(fù)制到 RNA 中以制造必需的蛋白質(zhì)，以及細(xì)胞的后續(xù)行為。為此，她的實驗室開發(fā)了定制的微芯片，將細(xì)胞暴露于不同濃度的雌激素中。
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