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沈炜亮 三甲
沈炜亮 副主任医师
浙江大学医学院附属第二医院 骨科

【再生技术】组织再生领域的几项最新得突破性进展!

据报道,全世界每年约有上千万人遭受着各种形式的创伤,有数百万人因在疾病康复过程中重要器官发生纤维化而导致功能丧失,而且有数十万人迫切希望进行各种器官移植。     在机体损伤和疾病康复过程中,受损的组织和器官进行修复与重建如今仍然是科学家们所面对的重大难题。当然组织再生领域的研究也一直是科学家们进行的一项重大研究课题,经过多年的研究努力,科学家们在组织再生领取取得了一定的研究成果,比如来自美国的研究人员就通过研究发现,低氧诱导因子HIF-1a信号途径能够实现小鼠组织的自发性再生,而这一过程完全不需要额外的干细胞作用。浙江大学医学院附属第二医院骨科沈炜亮

接下来给各位分享一下近年来在组织再生研究领域科学家们取得的一些可喜的研究成果:

【1】Science:神奇!与过敏症相关联的T细胞也能促进组织再生!

doi:10.1126/science.aad9272

在一项新的研究中,来自美国约翰霍普金斯大学和肯尼迪-克里格研究所(Kennedy Krieger Institute)的研究人员报道,与过敏症相关联的免疫细胞当与生物材料支架(biomaterial scaffold)配合使用时会直接让小鼠肌肉损伤愈合。这一发现进一步证明免疫系统不仅在抵抗传染性疾病和其他疾病中发挥着关键作用,而且也在损伤后启动愈合过程中发挥着关键作用。研究人员也指出这些设计出的生物材料支架与免疫细胞“形成搭档”时能够更加有效地促进愈合。相关研究结果发表在2016年4月15日那期Science期刊上,论文标题为“Developing a pro-regenerative biomaterial scaffold microenvironment requires T helper 2 cells”。

论文通信作者、约翰霍普金斯大学医学院眼科学与生物医学工程教授Jennifer Elisseeff博士说,“在之前的研究中,我们已观察到对植入到不同的组织或环境中的相同生物材料做出的不同免疫反应,这让我们有兴趣研究生物材料会如何刺激免疫系统,促进再生。我们仍然有很多地方需要学习,但是这项研究在设计生物材料引发有益的免疫反应方面迈进了一步。”

【2】Natue:发现促进组织再生的增强子元件

doi:10.1038/nature17644

 如果追踪我们的进化树回到它的树根---在腮脱落或对生拇指产生很久以前---的话,那么很可能发现一种共同的祖先具有令人吃惊的再生失去的身体部分的能力。

这种祖先的幸运后代,包括如今的蝾螈或斑马鱼,仍然能够实现这一壮举,但是人类在几百万年的进化过程中丧失了许多再生能力。

 为了努力理解这种丧失,研究人员构建出一个基因列表,这个列表中的基因能够让具有再生能力的动物重新长出剪断的尾巴或修复受损的组织。令人吃惊的是,他们发现在这些动物的再生中发挥重要作用的基因也在人类中具有对应的基因版本。关键的差别可能并不在于这些基因本身,而在于损伤期间调节这些基因如何被激活的DNA序列。

【3】Biomaterials  PNAS:使用纳米分子抗炎药物使组织再生

doi:10.1073/pnas.1220764110

任何个体在受伤后可能会产生后效应,包括疼痛、肿胀和发红。这些迹象表明身体是在抵抗伤害。当体内组织被破坏时生物程序就会被激活援助组织再生。炎症反应作为一种保护机制促使组织修复和再生,帮助身体治愈创伤和烧伤。然而,相同的机制下当体外异物被引入时可能会干扰治疗,例如当人工合成材料为了真皮修复而移植到皮肤上时。在这种情况下,炎症可能导致组织纤维化,组织纤维化会形成一个适当的生理功能的障碍。

研究小组的 Arun Sharma博士一直致力于创新组织再生的方法,以改善患有膀胱功能障碍患者的生活。他们的一项突破性进展是一种医疗模式,该模式使用来自捐献者骨髓中的干细胞再生膀胱,这项研究发表在2013年《国家科学院学报》杂志上。

【4】Acta Biomat:开发出可促进机体神经组织再生的新型网格纤维结构

doi:10.1016/j.actbio.2017.02.004

近日,一项刊登在国际杂志Acta Biomaterialia上的研究报告中,来自日本大阪大学的研究人员通过研究开发出了一种网格结构,其能够被缠绕在损伤的周围神经组织上来帮助促进损伤神经的再生并且恢复其功能。 这种网格结构非常柔软且能够在机体中降解,其中掺入了对神经系统功能正常发挥非常关键的维生素B12。当网格结构被用于治疗大鼠损伤的坐骨神经时,其能够促进神经组织再生并且恢复大鼠机体的运动和感觉功能,目前研究人员正在考虑将这种新型结构应用于临床中用来治疗诸如腕管综合症(CTS)等周围神经病症。

此前研究人员所开发的人工神经导管组织能够用来治疗周围神经损伤,但其只不过能够在损伤位点之间形成交联,并不会促进神经组织的快速再生;此外,在很多患者中其应用也非常受限制;但维生素B12却能够促进神经再生,但口服维生素B12却并没有太大作用,而且目前并没有可用设备能够将维生素B12直接运输到机体受影响的位点,因此研究人员或许有望开发出此类医学设备来帮助很多遭受神经损伤但并未失去神经连续性的患者进行神经组织的再生过程。

【5】Nat Med:科学家首次成功利用干细胞完成脊髓再生,或可用于治疗瘫痪

原文报道:To diagnose autism, we should be watching the eyes

最近,科学家们首次通过向大鼠移植干细胞并引起脊髓局部组织的再生,从而使它们重新获得自主运动能力。虽然这一技术还无法立即适用于人类的脊椎损伤治疗。不过,该研究打破了研究者们一直以来的传统看法:脊髓神经细胞无法再生。

起到功能的关键细胞叫做"脊髓皮质轴突",对于人类来说这部分细胞是最重要的"马达系统"。"此前该移植技术从未成功过",来自UCSD的研究者之一Mark Tuszynski说道:"许多人,包括我们,此前做了很多努力,但是都失败了"。

通过直接向受伤的大鼠体内移植干细胞并诱导分化成为脊髓细胞,这些动物的前肢运动能力得到了明显的增强。这些部分瘫痪的小鼠能够完成伸爪以及抓握动作。该结果打破了此前学界普遍认为的皮质脊髓神经元无法再生的观念。

二次整理者:阮登峰/沈炜亮

浙江大学医学院附属第二医院·骨科;

浙江大学骨科研究所;

浙江大学李达三·叶耀珍再生医学发展基金;

浙江省组织工程与再生医学技术重点实验室;

中国医师协会骨科医师分会再生医学工作组;

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本人专业诊治范围:
1,肌腱病&肌腱/韧带损伤:肘-网球肘;肩-肩周炎,肩袖损伤;膝-弹跳膝,跑步者膝,前交叉韧带损伤;踝-跟腱炎,跟腱断裂;手腕部-腱鞘炎;筋膜炎
2,再生医学技术治疗运动系统疑难杂症,包括:软骨/半月板/肌腱/韧带的修复、重建和再生;
门诊类型:肌腱病专科门诊!

致谢: 2017-3-23 Cell 浙江省组织工程与再生医学技术重点实验室

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沈炜亮
沈炜亮 副主任医师
浙江大学医学院附属第二医院 骨科
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