肌腱是將肌肉與骨骼連接起來(lái)的組織，對(duì)運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)很重要。肌腱損傷很常見(jiàn)，全世界有數(shù)百萬(wàn)人——尤其是運(yùn)動(dòng)員——受到影響，通常需要幾個(gè)月的時(shí)間才能恢復(fù)，嚴(yán)重影響生活質(zhì)量。此外，雖然存在許多治療選擇，但它們都不是完美的治愈方法，并且許多會(huì)導(dǎo)致疼痛、免疫原性或長(zhǎng)期治療失敗。因此，需要一種新的肌腱修復(fù)治療策略。
在 2022 年 1 月發(fā)表在《組織工程雜志》上的一項(xiàng)研究中，東京醫(yī)科齒科大學(xué) (TMDU) 的研究人員成功誘導(dǎo)人類(lèi)干細(xì)胞制造出模擬肌腱特性并顯著改善小鼠肌腱重建的人造肌腱樣組織肌腱斷裂模型。
人類(lèi)誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞或 hiPSC 是一種特殊的干細(xì)胞，可以衍生自任何成體細(xì)胞，并且可以分化成任何特化的細(xì)胞類(lèi)型。“使用帶有 Mohawk (Mkx) 的 hiPSC，我們可以生產(chǎn)人造肌腱組織。”該研究的主要作者 Hiroki Tsutsumi 解釋道。Mohawk 是一種轉(zhuǎn)錄因子，可促進(jìn)參與肌腱形成的基因表達(dá)，從而驅(qū)動(dòng)干細(xì)胞分化為肌腱細(xì)胞。然后將這些表達(dá)莫霍克的干細(xì)胞放入專門(mén)的 3D 培養(yǎng)系統(tǒng)中，該系統(tǒng)在細(xì)胞生長(zhǎng)時(shí)對(duì)細(xì)胞施加機(jī)械力。這模擬了肌腱發(fā)育的條件并增強(qiáng)了細(xì)胞排列和組織，使它們能夠產(chǎn)生肌腱樣組織。
接下來(lái)，研究小組在肌腱斷裂的小鼠模型中測(cè)試了人工肌腱。結(jié)果令人興奮。植入六周后，人造肌腱具有與正常未受損小鼠肌腱相似的機(jī)械性能。此外，植入的肌腱樣組織能夠從宿主體內(nèi)募集和動(dòng)員肌腱細(xì)胞，從而進(jìn)一步參與修復(fù)過(guò)程。這證實(shí)了組織的良好整合。
“我們證明，源自人類(lèi)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的生物肌腱具有與正常肌腱相似的機(jī)械和生物學(xué)特性，并且可以在小鼠模型移植手術(shù)后相對(duì)快速地完全整合，使其成為肌腱臨床應(yīng)用的有吸引力的策略該研究的主要作者 Hiroshi Asahara 總結(jié)道，臨床轉(zhuǎn)化的下一步將是在大型動(dòng)物模型中測(cè)試它們，以評(píng)估它們作為更大規(guī)模生物材料的能力。這些有希望的結(jié)果表明，一種新的肌腱修復(fù)醫(yī)學(xué)策略可能在未來(lái)臨床上可用。
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