医学进展
2013年04月号
医学进展

体内多能干细胞直接分化促进骨骼再生

    对于组织再生和人类疾病来说,多能干细胞代表了一种强有力的治疗工具。人类诱导多能干细胞(human induced pluripotent stem cells,h-iPSCs)和胚胎干细胞(human embryonic stem cells,h-ESCs)都可以分化成多种细胞类型。对于再生医学而言,干细胞的这种特性比间质细胞更优越。除此之外,取自患者自身体细胞通过重新编程而得到的诱导多能干细胞可以避免免疫原性的风险。虽然近年来干细胞的研究取得了突破性进展,但是它们的临床应用受到限制,主要是由于多能干细胞可能产生畸胎瘤。尽管已有研究表明,畸胎瘤的发生与那些种植物中残留的未分化干细胞的数量有关,但仍有很多问题未被解决。近日,美国斯坦福大学的研究人员在小鼠体内开展了一项实验,从而找到了一种方法,可以将体内多能干细胞直接分化,促进骨骼的再生。

    研究人员首先造成小鼠颅骨的伤口,然后在受损区域内植入支架,该支架含有骨形态生成蛋白2——释放多聚腺苷酸,外面一层包有羟基磷灰石。该支架可以指导胚胎和诱导多能干细胞的体内分化。在此系统中,研究人员发现,在骨形成的从头途径中和由植入细胞参与的过程中,骨骼再生都没有形成畸胎瘤。该发现表明,植入的支架细胞微环境和周围的宏观环境都可以协同促进细胞存活并影响体内细胞的命运。研究人员发现,依赖体内的信号来让这些干细胞分化时不会失去控制,直接分化成需要的组织。利用适合的环境信号能够让诱导多能性干细胞沿着特异性的发育途径进行分化。该研究证明,小鼠体内多能干细胞能直接分化促进骨骼再生,因此可以将功能性多能干细胞的植入物应用到组织再生工程中。(作者:马驰)

参考文献:《Proceedings of the National Academy of Science》2012;109:20379-20384

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