有弹性的鲨鱼刺可能有助于治疗人类骨骼疾病

鲨鱼不仅有强有力的下颚。它们还有令人羡慕的强壮的刺。它们的脊椎在游泳时不断弯曲，但在鱼的一生中从未磨损。

然而，人类骨骼无法承受同样的弯曲，随着年龄的增长，骨骼会变得更加脆弱。

西北大学的医学科学家斯图尔特·斯托克正在使用美国美国能源部阿贡国家实验室的先进光子源(APS)，以更好地了解鲨鱼脊椎的形成和强度。他想知道鱼的组织是如何发育的，以及当鱼游泳时它是如何工作的。

斯托克认为，鲨鱼的脊椎可以揭示有助于退行性骨病患者的信息，因为目前缺乏诊断和治疗方法。他希望他的研究能阐明人类骨骼和软骨的功能。

斯托克是西北大学范伯格医学院细胞与发育生物学研究教授。

他正在对椎骨进行高分辨率的三维x射线成像。

斯托克说:“我相信这里有很多值得学习的地方。“我对即将发现的东西感到兴奋。”

阿贡的APS就像一个巨大的x射线，是美国能源部科学用户设施办公室的一个设备。它产生极其明亮、聚焦的x射线，可以穿透致密的材料，在分子水平上照亮物质。相比之下，今天的APS所产生的x光比普通牙医办公室所产生的x光要亮10亿倍。

斯托克的职业生涯致力于x射线散射和x射线断层摄影，开发新的技术来研究骨矿物质和骨矿化胶原蛋白对压力的反应。

“我的大部分工作实际上是在动物骨头上做的，”他说。“但动物骨骼的行为很像人类骨骼，而且更容易获取和研究。”

今年夏天早些时候，斯托克开始为鲨鱼项目使用APS。三年前，在得知同事对这种鱼的实验后，斯托克对这种动物的脊椎产生了兴趣。

他说:“作为一名科学家，你会发现有一个有待发现的领域，这个领域可能会被证明类似于对人类的研究。”

斯托克从本世纪初就开始使用x射线成像技术:两年前，他使用了不同的APS光束线，在不破坏古埃及木乃伊包裹层的情况下观察木乃伊内部。在众多发现中，他在木乃伊腹部上方发现了一块方解石。斯托克认为这可能是古代葬礼仪式的一部分。同样，斯托克希望对鲨鱼的研究能揭示出意想不到的令人兴奋的结果。

他说:“我有一种感觉，我们将会学到一些非常重要的东西，关于骨骼和软骨是如何形成的。”“我认为这将为了解骨头和软骨的功能打开一扇窗。”

斯托克说:“现在，如果我们看一下如何诊断骨质疏松症，我们就可以通过x光照射前臂来测量骨骼中的矿物质含量。骨质疏松症是一种折磨大多数人的疾病，包括男性。”“但这并不是一个很好的预测。如果是的话，95%的情况下都是正确的，但事实并非如此。”

他说，如果医生对骨骼中矿物质的三维结构有更深入的了解，病人会得到更好的服务。但即使这样也有其局限性。

斯托克说:“我们仍然缺少一些东西。“每次我们在这一领域获得新知识，最终都会帮助我们开发出更好的替代组织，从而在临床上取得更大的成功。”

斯托克正在与美国国家海洋和大气管理局的Apex捕食者项目合作。鲨鱼脊椎样本来自自然死亡的鲨鱼。

主题:范伯格医学院，医学，西北医学，研究