JMT日本医疗——日本东北大学成功用小鼠iPS细胞在约4周内制备出软骨样组织

点击量：128   日期：2022-09-08 08:58    编辑：JMT日本医疗

日本东北大学于2022年8月1日宣布，通过结合遗传基因操作和振荡浮游培养技术，在4周内制作出成熟度高的软骨样组织。

该成果来自东北大学研究生院齿学研究科分子再生牙科补缀学领域的Zang Maolin博士（现上海交通大学）、新部邦透讲师、江草宏教授等研究团队。详细内容刊登在组织工程研究及其临床应用的学术杂志《Journal of Tissue Engineering》上。

软骨组织由软骨细胞和围绕其的细胞外基质构成，分为玻璃软骨、纤维软骨、弹性软骨。关节软骨由玻璃软骨制成，在长骨的骨端部有被称为生长软骨的暂时软骨层，通过软骨性骨化随着生长被骨置换。

该关节软骨由于经年的磨损或剥离而发生变形性关节病，有时会伴随疼痛而导致功能下降，在该治疗中，有保存疗法、药物疗法（除痛）或去除软骨碎片的关节镜下手术或人工关节置换术等，但在丢失的软骨较多的情况下，存在难治性的问题。

到目前为止，iPS细胞已经开发出了诱导各种细胞的技术，iPS细胞开始担负起期待已久的“细胞供给源”再生医疗的核心作用。软骨再生的领域也被期待活用，不过，据说从iPS细胞的诱导需要很多的培养步骤，培养也需要很长时间成为课题。

因此，在这次的研究中，研究小组决定尝试开发快速有效地诱导软骨细胞的技术。要点是已知与骨和软骨的发生、形成有关的TGF-β控制属于家族的细胞因子“BMP-4”的表达。并且，据说通过摇动浮游培养iPS细胞机械地给予刺激。

具体而言，在小鼠iPS细胞中非病毒性地导入抗生素诱导性BMP-4表达基因转基因载体，建立了容易控制BMP-4表达的iPS细胞株。据说，将控制了BMP-4基因表达的iPS细胞在振荡浮游培养条件下诱导成软骨细胞后，约4周后获得了高度成熟的软骨样组织。另外，如果将该软骨样组织移植到大鼠膝关节软骨缺损模型中，则可以确认关节的软骨及骨组织的再生而不形成肿瘤。

在小鼠iPS细胞中使用BMP-4基因的表达控制和振荡浮游培养的快速有效的软骨诱导法

一种快速有效的软骨诱导方法，在小鼠iPS细胞中使用BMP-4基因的表达调控和振荡浮游培养。将得到的软骨样组织移植到大鼠膝关节缺损处，显示出优异的软骨/骨再生能力。

另外，据研究小组称，在试管内由iPS细胞迅速制作软骨组织的技术，有望降低再生医疗的成本并提高效率​，不仅对关节等软骨的再生医疗做出贡献，还有望应用于创药研究领域。

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