???? 和頭發、指甲、皮膚、血液相似，人體的骨骼也是不斷更新的。老的骨組織脫落，骨髓中的干細胞，即骨祖細胞（osteoprogenitor），又會重新長出新的骨組織頂替上。對于健康的骨骼，新老骨組織的交替是一個非常精密的平衡，這能維持骨骼狀態的穩定。如果這種平衡被打破，人就可能患上各種骨骼疾病，如骨質疏松。為了進一步理解骨質疏松癥等疾病的發生機制，科學家需要研究骨髓干細胞的活動特征。然而這類細胞數量稀少，而且在骨骼內部的分布并不均一，再加上骨骼十分堅固又不透明，觀察研究這些細胞成了一大難題。
幸好，加州理工學院（Caltech）的研究者們開發出了一項新的技術，使得完整的骨頭變得透明化，進而幫助研究者們觀察內部干細胞的活動情況。這一技術對治療骨質疏松癥的藥物測試將具有深遠的意義。這項研究發表在近期的Science Translational Medicine 雜志上。
圖片來源：Sci. Transl. Med. / Caltech
文章的第一作者、生物學和生物工程博士后Alon Greenbaum說，“由于骨骼中干細胞實在太少了，從幾個骨切片中很難確定它們的數量和位置。而且骨切片會破壞骨頭的結構，失去很多復雜的信息。我們必須在完整的組織中觀察。”
為了實現這一點，研究者們開發出了一種叫做”Bone CLARITY”的技術，將組織細胞中不透明的成分，例如鈣和脂質等去除，同時通過注入透明的水溶膠基質成分保持骨組織的結構。
一步步處理后透明化的骨頭。圖片來源：Sci. Transl. Med.
研究者用轉基因小鼠的骨頭進行試驗。這些轉基因小鼠的干細胞能夠發出紅色的熒光，方便觀察和成像。研究者選取了小鼠不同部位的骨頭，每個長約幾厘米。首先是除了骨頭中的鈣質，鈣會使骨頭更加不透明。接著，研究者向骨頭中注入透明的水凝膠，固定組織結構和細胞的位置。最后，利用溫和的去污劑除去骨頭中的脂質成分，制成完整而透明的骨頭。利用高分辨顯微鏡和拍照系統，能夠清晰地看到骨頭中發出紅色熒光的干細胞。
透明骨中發紅色熒光的干細胞。圖片來源：Sci. Transl. Med.
該課題組也在全力推進Bone CLARITY技術的實用化。他們與生物技術公司安進（Amgen）的研究人員合作，使用Bone CLARITY技術來測試一種用于治療骨質疏松癥的新藥。
論文的共同第一作者Ken Chan說，“安進的合作者稱這種新藥物能夠增加骨骼重量。然而它對干細胞的影響還不清楚，我們認為它可能會促進干細胞的增殖。通過小鼠實驗，我們證實了這一點。骨骼生長初期干細胞的增殖是正常的，但如果長期增殖則可能是癌變的信號，因此觀察干細胞對藥物的反應非常重要。”
該技術還有助于了解骨骼與身體其他組織的相互作用
