6.Cell Stem Cell:創(chuàng)造人工腎臟可能需要這種技術(shù)
美國(guó)薩克研究所的科學(xué)家們最近開發(fā)了一種在體外培養(yǎng)腎祖細(xì)胞（Nephron Progenitor Cells）的方法，在此之前一些維持腎祖細(xì)胞培養(yǎng)的嘗試經(jīng)常失敗，培養(yǎng)的細(xì)胞或者死亡或者失去發(fā)育潛能，無法保持祖細(xì)胞狀態(tài)。
腎祖細(xì)胞，至少對(duì)人類來說，經(jīng)常只存在于胚胎發(fā)育的一個(gè)短暫階段。這些細(xì)胞會(huì)繼續(xù)發(fā)育形成腎單位，負(fù)責(zé)血液過濾排出尿液。但是成人體內(nèi)不存在腎祖細(xì)胞，在損傷或疾病狀態(tài)下，不能生成新的腎臟組織?？茖W(xué)家們認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)室中獲得腎祖細(xì)胞將為研究腎臟發(fā)育最終幫助治療腎臟疾病提供一種新方式。
其他科學(xué)家曾經(jīng)使用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞獲得腎祖細(xì)胞樣細(xì)胞，這種方法通常需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，并且很難分離得到比較純的細(xì)胞群體，產(chǎn)生的腎祖細(xì)胞樣細(xì)胞也只能維持較短時(shí)間，幾天之內(nèi)就會(huì)發(fā)育成熟變成成體腎臟細(xì)胞，因此一直以來沒有穩(wěn)定的祖細(xì)胞群體可供科學(xué)研究。
在研究伊始，研究人員直接從小鼠胚胎中分離腎祖細(xì)胞，開發(fā)能夠維持祖細(xì)胞狀態(tài)的方法。他們發(fā)現(xiàn)如果將細(xì)胞培養(yǎng)在3D培養(yǎng)條件下，再加入一些信號(hào)分子混合物，就能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定維持腎祖細(xì)胞狀態(tài)。隨后將這些3D培養(yǎng)的祖細(xì)胞轉(zhuǎn)移到其他條件或移植到動(dòng)物體內(nèi)可以發(fā)育形成具有功能的腎單位樣結(jié)構(gòu)。
接下來研究人員又利用人類胚胎腎祖細(xì)胞以及從干細(xì)胞分化得到的人類腎祖細(xì)胞找到了適用于人類腎祖細(xì)胞培養(yǎng)的方法。他們?cè)僖淮巫C明這種方法能夠在體外長(zhǎng)期維持腎祖細(xì)胞。研究人員表示該研究使用的3D培養(yǎng)策略也有可能應(yīng)用于其他類型祖細(xì)胞的培養(yǎng)。他們計(jì)劃接下來研究培養(yǎng)發(fā)育成完整腎臟所需的其他類型祖細(xì)胞的方法。如果能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)其他類型祖細(xì)胞的培養(yǎng)，那距離創(chuàng)造一顆可供移植的人工腎臟將不再遙遠(yuǎn)。
7.PNAS：利用干細(xì)胞定制具有抗炎作用的3D打印軟骨
為了不用手術(shù)就可以治療磨損發(fā)炎的髖關(guān)節(jié)，科學(xué)家們?cè)陬愃企y關(guān)節(jié)股骨頭的3D支架上誘導(dǎo)干細(xì)胞進(jìn)行編程生長(zhǎng)為新的軟骨，同時(shí)結(jié)合基因治療還可以激活新軟骨釋放抗炎分子防止關(guān)節(jié)炎復(fù)發(fā)。該工作由華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員完成，發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊PNAS上。
這項(xiàng)技術(shù)使用了一種3D可生物降解的合成支架，這種支架可以根據(jù)病人關(guān)節(jié)的準(zhǔn)確形狀進(jìn)行定制，再利用病人皮膚下脂肪組織中的干細(xì)胞誘導(dǎo)形成軟骨，將其覆蓋在3D支架上從而獲得新的關(guān)節(jié)軟骨。隨后將新軟骨植入發(fā)炎髖關(guān)節(jié)表面，用活組織重新覆蓋髖關(guān)節(jié)，從而消除關(guān)節(jié)炎疼痛，延緩甚至消除一些病人對(duì)關(guān)節(jié)替換手術(shù)的需要。
除此之外，研究人員還借助基因療法將一個(gè)基因插入到新生的軟骨細(xì)胞中，再用一種簡(jiǎn)單藥物將其激活，該基因可以促進(jìn)抗炎分子的釋放進(jìn)而防止關(guān)節(jié)炎復(fù)發(fā)。“在有炎癥的時(shí)候，我們可以給病人一種簡(jiǎn)單的藥物，激活我們植入的基因來降低關(guān)節(jié)部位的炎癥，這樣我們就可以在任意時(shí)候停止給藥來關(guān)閉基因的表達(dá)。”研究人員這樣說道。
這種基因療法是非常重要的，當(dāng)關(guān)節(jié)部位的炎癥分子水平增加，軟骨會(huì)受到損傷，疼痛也會(huì)出現(xiàn)。將基因療法加入到干細(xì)胞和3D打印支架技術(shù)中，研究人員相信這將有助于阻止關(guān)節(jié)炎復(fù)發(fā)，讓植入軟骨發(fā)揮更長(zhǎng)時(shí)間的作用。
有數(shù)據(jù)表明目前有3000萬人美國(guó)人被診斷為骨關(guān)節(jié)炎，而骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生率處于上升態(tài)勢(shì)。該數(shù)字中包含許多年齡在40到65歲的相對(duì)年輕病人，這些病人由于受到年齡限制還不適合進(jìn)行關(guān)節(jié)替換手術(shù)，而傳統(tǒng)的方法又不是特別有效。研究人員認(rèn)為這部分病人或在將來成為使用這種新技術(shù)的理想候選人
