日本京都大學教授妻木範行等人利用人類iPS細胞成功培育出了軟骨。在人體上,被稱為「透明軟骨(Hyaline Cartilage)」的組織包裹著膝蓋等處的關節骨,具有吸收衝擊的作用。用iPS細胞培育的軟骨可用於治療關節軟骨損傷,如投球用力過度引發的棒球肘以及奔跑導致的足球膝等。力爭4年後啟動臨床治療。研究成果將於2月27日刊登於美國科學雜誌《Stem Cell Reports》(電子版)。
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利用iPS細胞培育的軟骨細胞(上圖白色部分)、軟骨細胞群,京都大學妻木範行教授供圖 |
有關利用iPS細胞的臨床治療研究,在去年秋季,日本利用iPS細胞治療患者眼部疑難病。對帕金森症等的臨床研究計劃也正在推進。今後在軟骨損傷等患者人數眾多的疾患方面,iPS細胞的應用也有望擴大。
妻木教授等人利用包含特定蛋白質的培養基培育了iPS細胞,然後讓其在溶液中浮游生長,約2個月後形成了直徑1~2毫米的「透明軟骨」的細胞群。
為了確認安全性和品質,研究團隊將軟骨移植到已減弱免疫功能的老鼠體內,在3個月之後,沒有變異為其他細胞或腫瘤。由於關節軟骨需承受巨大力量,團隊還研究了是否具備充分的強度。將培育出的軟骨細胞移植到膝關節軟骨受損的迷你豬體內,在約1個月裏,在體重近30公斤的迷你豬身上,移植的軟骨也發揮了作用,持續支撐體重。
位於腕部和足部關節的軟骨在因運動等彎曲時,具有使活動流暢的作用。經常劇烈運動的棒球和足球運動員等人,軟骨的一部分容易發生缺損,進而引發炎症,關節功能會出現問題,有時日常生活也會受到影響。
在此前的軟骨治療中,採取的方式是取下剩餘的正常部分的軟骨,移植到缺損部分。不過,移植後的軟骨無法生長,有時功能也將發生改變,因此需要效果更好的治療方法。
如果利用iPS細胞培育軟骨,就能獲得穩定的移植用軟骨,移植後也容易生長,有望獲得較高的治療效果。
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