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据物理学家组织网10月30日（北京时间）报道，最近美国杜克大学医学院利用诱导多能干细胞（iPSCs）成功地在小鼠实验中培育出软骨，可用于修复组织、研究软骨损伤和骨关节炎病症等。研究人员认为，iPSCs有望成为病人专用人造软骨组织的来源。相关论文在线发表于10月29日的美国《国家科学院学报》上。
论文作者、杜克医学院整形外科手术教授法希德·盖拉克介绍说，iPSCs的技术能将成熟干细胞转化，使其具有胚胎干细胞的属性，可以实现无限供给，并能变成任意类型的组织。“我们这次成功让iPSCs发育成没有再生能力的软骨。”
由于iPSCs功能强大，实验中需要克服一个难题，让其发育成完全一致的软骨细胞，能产生胶原蛋白并维持软骨，同时要剔除iPSCs可能形成的其他类型细胞。为此，研究人员从成年小鼠的成纤维细胞中采集iPSCs，用生长物质处理培养，诱导它们分化为软骨细胞。他们还将软骨细胞特制成能表达绿色荧光蛋白的细胞，一旦iPSCs成功变成了软骨细胞，就会发出绿色荧光，从而很容易将软骨细胞和其他细胞区别开来。特制细胞也能产生胶原蛋白等更多的软骨成分，并表现出天然软骨特有的硬度，这表明它们在修复身体软骨缺陷方面非常有效。
关节软骨是关节中的一种减震组织，让人们在行走、爬楼梯、跳跃以及日常活动中避免疼痛。但日常磨损和外伤会降低保护效果，还可能发展成骨关节炎。由于关节软骨的修复能力很差，所以骨损伤和骨关节炎也是老年病的主要原因，甚至需要更换关节。
研究人员表示，下一步将用人类iPSCs来培育软骨。“目前对骨关节炎还没有治愈的方法，也没有遏制软骨耗损的有效疗法。”盖拉克说，“除用于细胞疗法，iPSCs技术还能为病人提供个体专用的细胞和组织模型，筛选治疗骨关节炎的药物等。”
来自杜克大学医学中心的研究人员利用诱导性多能干细胞(iPSC)人工构建出软骨组织，而且还能成功地培养出这种组织，从而可能利用它进行组织修复，以及研究软骨损伤和骨关节炎。这一发现提示着iPSC可能一种重要的能够被用来构建出病人特异性的关节软骨组织的来源。相关研究结果于10月29日在线刊登在PNAS期刊上。
论文第一作者Brian O. Diekman说，“这种产生iPSC的技术是先获取成体干细胞，然后对它们进行转化而让它们具有胚胎干细胞的性质。”
在一项新的研究中，研究人员将在体外利用培养基培养的成年小鼠成纤维细胞重编程为iPSC，接着他们诱导iPSC分化为软骨细胞。他们同时对iPSC进行改造，从而让它们只在分化为软骨细胞时才表达绿色荧光蛋白(GFP)。当iPSC分化时，发生绿色荧光的软骨细胞很容易被鉴定出和从其他不想要的细胞中被分离开来。
这些经过改造的iPSC也产生更加大量的软骨组分，包括骨胶原，并且表现出天然软骨的特征性硬度，这就提示着它们将很可能能够修复体内的软骨缺陷。
Diekman说，“这是一个多步骤的方法：首先进行分化，然后进行分离，最后利用分离到的细胞构建组织。这项研究证实iPSC能够被用来制造出高质量的软骨来作为替换组织或者被用来研究疾病或开发出潜在的治疗方法。”
