一種新技術(shù)或能利用人類胚胎干細(xì)胞制造出軟骨組織

　　關(guān)節(jié)軟骨的功能類似于減震器，其有利于關(guān)節(jié)的自由運(yùn)動，目前并沒有促進(jìn)受損的關(guān)節(jié)軟骨愈合的治療性藥物，由于人類關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞這兩種臨床相關(guān)的細(xì)胞群的局限性，研究人員就非常有必要為軟骨修復(fù)尋找可替代的細(xì)胞來源，人類胚胎干細(xì)胞（hESCs，Human embryonic stem cells）就能提供一個容易獲得的自我更新的多能細(xì)胞群，并具有可感知的免疫優(yōu)勢特性來用于軟骨的合成。

　　在人類關(guān)節(jié)軟骨上使用共培養(yǎng)擴(kuò)大hESC衍生的軟骨組織構(gòu)建。

　　近日，一篇發(fā)表在國際雜志Scientific Reports上題為“A scaffold-free approach to cartilage tissue generation using human embryonic stem cells”的研究報(bào)告中，來自南安普頓大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究開發(fā)了一種新方法來利用干細(xì)胞產(chǎn)生人類的軟骨組織，該技術(shù)或能為開發(fā)急需療法來治療軟骨損傷的患者鋪平道路。日常生活中，機(jī)體的軟骨很容易會因日常破損、運(yùn)動損傷和跌倒造成的創(chuàng)傷而受到損害，目前使用軟骨細(xì)胞來恢復(fù)受損軟骨區(qū)域的金標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)療法或許并不是完成成功，這是因?yàn)橛蓳p傷部位的軟骨細(xì)胞所產(chǎn)生的修復(fù)組織的存活率已經(jīng)被證明在5-10年后會明顯下降，因此研究人員就需要開發(fā)一種新方法，通過在損傷的部位植入軟骨組織而不是軟骨細(xì)胞來促進(jìn)軟骨強(qiáng)有力的長期修復(fù)。

　　如今研究人員在實(shí)驗(yàn)室中通過將胚胎干細(xì)胞成功分化為軟骨細(xì)胞實(shí)現(xiàn)了軟骨組織的成功生成，隨后他們將會在沒有任何合成或天然支持材料的情況下，利用這些軟骨組織來生成三維的軟骨片狀結(jié)構(gòu)，這種技術(shù)稱之為“無支架的軟骨組織工程技術(shù)”，所生成的軟骨組織在結(jié)構(gòu)和力學(xué)上與正常人的軟骨相當(dāng)，其由可能會形成要比目前病人可用的治療方案更為穩(wěn)定且持久的修復(fù)作用。

　　本文的研究人員**利用這種無支架的技術(shù)產(chǎn)生了軟骨組織，其規(guī)模超過了1mm但不會負(fù)面影響其結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能；研究人員希望最終在進(jìn)行更多的研究后，實(shí)驗(yàn)室所制造的組織能被用于常規(guī)手術(shù)中來修補(bǔ)受損的軟骨組織。研究者Houghton說道，這項(xiàng)研究讓我們非常激動，因?yàn)槿缃裎覀冇心芰Ξa(chǎn)生具有類似于正常人類軟骨組織的軟骨結(jié)構(gòu)，這就有可能為未來患者機(jī)體的軟骨修復(fù)提供一種強(qiáng)大的組織工程化產(chǎn)品。這種基于組織的同類替代方法有可能會推動目前基于細(xì)胞的手術(shù)方法的改進(jìn)，從而用于修復(fù)受損的軟骨組織并改善患者的長期療效。

　　綜上，本文研究中，研究人員開發(fā)了一種強(qiáng)大的技術(shù)來利用hESCs產(chǎn)生3D、無支架的透明軟骨組織構(gòu)建物，其由腔隙中的大量軟骨細(xì)胞組成，能嵌在含有II型膠原、硫酸糖胺聚糖和聚糖的細(xì)胞外基質(zhì)中；這種由hESC衍生的軟骨組織構(gòu)建物（0.91±0.08 MPa）的彈性系數(shù)與全厚度的人類關(guān)節(jié)軟骨相當(dāng)（0.87±0.09 MPa）；此外，研究人員還成功地這種無支架的、3D hESC衍生的軟骨組織的尺寸擴(kuò)大到了4.5-6mm之間，從而就有效增強(qiáng)了其在臨床應(yīng)用中的適用性。