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科技日報(bào)訊 （記者趙漢斌）6月20日，記者從云南省骨與關(guān)節(jié)疾病基礎(chǔ)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獲悉，該實(shí)驗(yàn)室主任胡敏團(tuán)隊(duì)通過化學(xué)重編程和球狀化技術(shù)，將皮膚成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)性成骨細(xì)胞。這為嚴(yán)重骨折或骨不連的臨床治療提供了創(chuàng)新解決方案。相關(guān)研究發(fā)表在國際期刊《生物活性材料》上。

“傳統(tǒng)的骨折治療方法包括骨移植和使用人工骨材料，但這些方法手術(shù)創(chuàng)傷大，并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)高，且存在局限性。人工骨材料雖然能提供一定的支撐和填充作用，但其生物活性和骨誘導(dǎo)能力相對較弱，難以滿足復(fù)雜的骨缺損修復(fù)需求。異體骨移植則存在免疫排斥反應(yīng)和疾病傳播的風(fēng)險(xiǎn)?！闭撐牡谝蛔髡?、昆明學(xué)院骨與關(guān)節(jié)疾病基礎(chǔ)研究云南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任李燕皎說。

研究團(tuán)隊(duì)注意到，在人類皮膚、結(jié)締組織等處，存在著一類成纖維細(xì)胞，它具有潛在的高增殖能力和重編程可塑性，而且可通過特定方法改造成其他類型細(xì)胞。因此，它也是再生醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域多種人造功能細(xì)胞的理想“種子”來源。

李燕皎介紹，研究團(tuán)隊(duì)利用小分子化合物組合成功將成纖維細(xì)胞重編程為具有良好功能活性的誘導(dǎo)性成骨細(xì)胞。該細(xì)胞具備了與天然成骨細(xì)胞高度相似的生物學(xué)特性，為開展骨損傷的自體細(xì)胞治療，尤其是老年人骨損傷的自體細(xì)胞治療奠定了基礎(chǔ)。

為了讓這些誘導(dǎo)性成骨細(xì)胞更具臨床應(yīng)用價值，研究團(tuán)隊(duì)將它們制成了球狀體。“球狀體結(jié)構(gòu)能夠模擬體內(nèi)細(xì)胞的三維生長環(huán)境，增強(qiáng)細(xì)胞的活性和功能?！闭撐墓餐谝蛔髡?、團(tuán)隊(duì)成員蔣斌介紹。

此外，與傳統(tǒng)的二維單層細(xì)胞培養(yǎng)相比，誘導(dǎo)性成骨細(xì)胞球具有更高的細(xì)胞存活率、更強(qiáng)的功能活性以及更好的對骨缺損病灶微環(huán)境的適應(yīng)能力。

為了驗(yàn)證誘導(dǎo)性成骨細(xì)胞球在骨缺損修復(fù)中的效果，研究團(tuán)隊(duì)在股骨的臨界骨缺損小鼠模型上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，移植這類細(xì)胞的小鼠在28天后，骨缺損部位被橋接骨痂覆蓋，與年輕供體來源的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植效果相當(dāng)；而接受成纖維細(xì)胞移植的小鼠，則未觀察到明顯的骨修復(fù)現(xiàn)象。

進(jìn)一步的研究表明，誘導(dǎo)性成骨細(xì)胞球能夠顯著提高骨缺損部位的骨體積分?jǐn)?shù)、骨表面積分?jǐn)?shù)、骨小梁數(shù)量和骨密度等指標(biāo)。

“誘導(dǎo)性成骨細(xì)胞球在體內(nèi)移植后，保持了良好的功能活性，能夠分泌骨基質(zhì)蛋白和血管內(nèi)皮生長因子，促進(jìn)血管生成和骨組織再生?！笔Y斌說，此外，移植誘導(dǎo)性成骨細(xì)胞球后，骨缺損部位的活性氧水平顯著降低，這有助于保護(hù)移植細(xì)胞和周圍組織，提高修復(fù)效果。通過對移植這種成骨細(xì)胞球的小鼠進(jìn)行長期觀察和系統(tǒng)檢測，研究團(tuán)隊(duì)未觀察到腫瘤形成等異常情況。

這一突破，不僅有望解決臨床治療中同種異體骨來源嚴(yán)重不足的現(xiàn)實(shí)問題，也為利用自體組織工程骨精準(zhǔn)治療骨損傷奠定了基礎(chǔ)，有利于進(jìn)一步推動再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展。目前，此項(xiàng)研究還處于動物實(shí)驗(yàn)階段，未來研究團(tuán)隊(duì)將在開展更大規(guī)模動物實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在亞洲、歐洲與大洋洲開展多中心臨床試驗(yàn)，充分驗(yàn)證其安全性和有效性。