“通用型”干細胞或變?yōu)楝F(xiàn)實
2012-06-08 03:06:03
干細胞移植目前常用的是自體或經(jīng)配型成功的骨髓間充質(zhì)干細胞,經(jīng)體外擴增、定向誘導(dǎo)分化后,再回植到體內(nèi)。因獲取的干細胞數(shù)量有限,大批量應(yīng)用受到限制。
一種跨個體、無免疫排斥反應(yīng)的“通用型”干細胞由設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實。第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所再生醫(yī)學(xué)課題組在中國工程院院士王正國的指導(dǎo)下,將同種異體脂肪組織分離并“加工”獲得的低免疫源性種子細胞,種植到前期研制的組織工程骨仿生材料上,成功修復(fù)了2.5厘米左右的大塊骨缺損。
干細胞移植目前常用的是自體或經(jīng)配型成功的骨髓間充質(zhì)干細胞,經(jīng)體外擴增、定向誘導(dǎo)分化后,再回植到體內(nèi)。因獲取的干細胞數(shù)量有限,大批量應(yīng)用受到限制。老年或某些自身干細胞活性和功能缺陷的患者,由于自身干細胞體外擴增困難,必須使用其他健康供體配型成功的干細胞,因而不可避免地受到免疫排斥反應(yīng)的困擾。
2005年,王正國提出了研究“通用型”干細胞的設(shè)想。課題組在張波研究員的帶領(lǐng)下,在比較研究了胚胎、骨髓、脂肪等多種來源的干細胞后,選定容易獲取、儲量豐富、取材容易、多向分化能力可控的脂肪組織成體干細胞作為干細胞來源。
為解決干細胞移植免疫排斥反應(yīng)和跨個體應(yīng)用困難的問題,課題組鎖定引起免疫排斥反應(yīng)的關(guān)鍵因素——MHC(主要組織相容抗原復(fù)合體)。受到腫瘤細胞能在人體逃脫免疫系統(tǒng)監(jiān)控而快速生長的啟發(fā),攻關(guān)團隊研究并模擬其機制,尋找下調(diào)MHC以解決免疫排斥反應(yīng)的方法和手段。課題組構(gòu)建載體,并將人巨細胞病毒的短序列產(chǎn)物US2和US3基因?qū)胫緛碓锤杉毎晒ο抡{(diào)了細胞MHC的表達,從而使移植細胞能逃避受體T細胞識別。實驗證明,經(jīng)過基因修飾、改建的脂肪干細胞成功去除了免疫排斥反應(yīng),而其生物學(xué)性狀、增殖能力、成骨分化能力沒有受到影響,此外還具有不致畸、不致瘤等良好的生物安全性。
課題組先后用豬和恒河猴進行動物實驗,提取它們的脂肪干細胞,轉(zhuǎn)入人巨細胞病毒產(chǎn)物,下調(diào)MHC表達水平,使其成為“通用型”干細胞,然后將其種植到具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的第二代仿生組織工程骨支架材料上,成功修復(fù)了豬和恒河猴2.5厘米的大塊骨缺損(超過1厘米的骨缺損無法靠自身修復(fù)來完成重建)。實驗證實,3個月后,移植的外源性基因逐漸丟失和降解,自體的新生骨組織逐步取代移植組織。
從脂肪中獲取并改造的“通用型”干細胞,可實現(xiàn)同種異體移植,為臨床制備大量“通用型種子細胞”提供了可能。其運用領(lǐng)域除了骨缺損修復(fù),還可延伸至口腔、皮膚、美容等眾多學(xué)科,創(chuàng)新思路和方法甚至可以擴展到其他干細胞、組織或器官移植研究領(lǐng)域。