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iPS細胞成功生成軟骨

日期:2012-10-30 07:57:33

Duke大學醫學院的研究人員利用誘導多能干細胞iPS生成了軟骨,這種軟骨能夠成功生長并且可以進行分選,有望用于軟骨組織修復。通過這一模式人們還可以得出患者個人的疾病研究模型,用于關節損傷和關節炎等疾病的研究。

 

誘導多能干細胞技術獲得了本年度諾貝爾生理/醫學獎,而這項研究顯示iPS細胞可以作為患者自身關節軟骨組織的細胞來源,文章資深作者Duke大學Farshid Guilak,教授介紹道。研究人員戰勝了重重困難,從iPS細胞得到了均一的已分化軟骨細胞,這些細胞能夠合成膠原并維持軟骨。他們還成功剔除了iPS細胞形成的其他細胞。

 

“成體干細胞的分化是有限制的,而使用胚胎干細胞又會引發倫理問題,”Guilak說。“而我們通過小鼠模型展示,iPS細胞可以作為無限的細胞分化源,使完全不能自行再生的軟骨得到補充。”

 

關節軟骨是關節中的減震組織,使我們在行走、爬樓梯和跳躍時不會感到疼痛。但日常磨損等關節損傷會減弱關節軟骨的有效性,并可能導致關節炎。由于關節軟骨修復力差,軟骨損傷和關節炎是老年人行動不便的主要原因,患者往往還需要進行關節置換。

 

研究人員將源自小鼠成纖維細胞的iPS細胞誘導分化為軟骨細胞。他們對這些細胞進行了改造,是其只在成功分化為軟骨細胞后表達綠色熒光蛋白。隨著細胞分化,研究人員能夠很容易的識別發綠色熒光的軟骨細胞,將其從其他不需要的細胞中分選出來。這些經改造的細胞產生的軟骨成分更多(包括膠原等),而且具有天然軟骨的典型硬度,具有修復機體軟骨損傷的潛力。

 

“這一過程有幾個步驟,分化、分選和形成組織,”文章第一作者,Brian O. Diekman博士說。“我們的研究展示了iPS細胞生成高質量軟骨的能力,有望用于關節置換及個性化的疾病研究。”研究人員稱,下一階段他們將會用人體iPS細胞來進行軟骨生成。

 

“該技術的優勢在于,我們可以在培養皿中持續合成軟骨,”Guilak教授說。“目前,還沒有有效的治療手段能夠抑制軟骨損失治療關節炎,iPS技術可以用來構建患者自身的細胞和組織模型,用于藥物篩選和關節炎研究。”

 


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