科学家开发出“改变游戏规则”的干细胞修复系统

来源:来宝网 / 作者: / 2016-04-05
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澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)研究人员领导的具有里程碑意义的研究指出,能够再生由于损伤、疾病或衰老而引起的受损组织的干细胞疗法将可能会在几年内面世。

类似蜥蜴再生断肢的该修复系统,可用于修复从脊椎盘至骨折的大小问题,并有可能改变目前再生医学的治疗方法。

新南威尔士大学进行的研究发表在今天的美国国家科学院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences)上。

研究的主要作者,血液学家和新南威尔士大学的副教授John Pimanda说,这项新技术通过将骨细胞和脂肪细胞重新编程为诱导多能干细胞(iMS),已经成功地在小鼠中被证明。

“该技术是目前许多未经证实的干细胞疗法的一个显著进步,因为它们几乎没有能够直接促进新组织形成的客观证据,”副教授Pimanda说。

“我们目前正在评估成人的脂肪细胞重新编程到iMS细胞是否可以在小鼠体内安全地修复受损的组织,相关人体试验有望在2017年年底开始。”

存在不同类型的干细胞,包括胚胎干(ES)细胞,其在胚胎发育期间产生人体所有类型的细胞,和成体干细胞,这是组织特异性的。不存在能够再生多种组织类型的成体干细胞。

“这种技术是突破性的,因为iMS细胞能够再生多种组织类型,” Pimanda副教授说。

“我们已经利用骨细胞和脂肪细胞,切断它们的记忆,并将它们转换为干细胞,因此一旦被放回体内,它们就可以修复不同类型的细胞。”

由新南威尔士大学的研究人员开发的这项技术包括提取成人脂肪细胞,并用化合物5-氮杂胞苷(AZA)与血小板衍生的生长因子ABPDGF-AB)处理大约两天。然后再将细胞单独用生长因子处理两到三个星期。

AZA已知可诱导细胞的可塑性,这对重新编程的细胞是至关重要的。氮杂化合物会松弛细胞,这是由生长因子膨胀引起的,然后转化骨细胞和脂肪细胞成为iMS细胞。当干细胞被插入到受损组织部位,它们会复制进而促进生长和愈合。

这项新技术类似于螈肢再生,这也依赖于分化细胞的可塑性,其可以修复多种组织类型,取决于哪个身体部位需要更换。

这项研究的第一作者,开发了这项技术的Vashe Chandrakanthan博士说,新技术是在调查其他干细胞疗法时的一个发现,其中仍有一些不足。

“胚胎干细胞不能用于治疗受损组织,因为它们的肿瘤形成能力。另一个问题是使用病毒转化细胞为干细胞,这在临床上是不被接受的,”Chandrakanthan博士说。

“我们相信我们已经利用新技术克服了这些问题。”

神经外科医生,新南威尔士大学威尔士王子临床学院的Ralph Mobbs博士,将会指导人体试验,一旦在小鼠中使用人体细胞的试验成功,那么该技术的安全性和有效性就会被证明。

“该疗法在用于治疗背部和颈部疼痛,脊椎盘损伤,关节和肌肉退化中有巨大的潜力,也可以加快恢复复杂手术中如骨骼和关节与身体的整合,”Mobbs博士说。

研究表明,高达20%的脊柱植入物或者不愈合或有延迟愈合现象。这个机率在吸烟者,老年人和有糖尿病或肾脏疾病的患者中要更高。

“目前用于替换受损或病变的脊柱植入物并不总是与相邻骨骼很好的融合,所以通过移植这些重编程干细胞,我们希望能够更好的将这些植入物与宿主骨骼进行融合,”Mobbs博士说。

“这代表了脊柱和骨科手术的一个潜在的巨大飞跃。”

随着确认由成人脂肪细胞重新编程的iMS干细胞可以安全地修复小鼠的受损组织,研究人员说,还需要进一步的工作,以确定iMS细胞是否在移植部位保持休眠状态,并保留其增殖能力。

 

http://phys.org/news/2016-04-scientists-game-stem-cell.html

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