利用骨髓前体细胞代替移植再生骨

骨是仅次于血液的第二大最常见的移植组织，全世界每年大约有200万例骨移植手术，但通常只有中等的治疗成功率。细胞疗法可以为移植提供另一种方法。

柏林卫生研究所Charité (BIH)的研究人员与来自萨尔茨堡帕拉塞尔苏斯医学私立大学(PMU)的同事一起，现在已经证明了人类祖细胞可以再生大骨缺陷和形成新的矿化组织．研究人员在该杂志上发表了他们的研究结果科学转化医学．

虽然大多数骨折完全愈合而不留下疤痕，但特别是严重创伤、感染或肿瘤手术引起的大骨缺损往往不能自然愈合，需要骨移植。骨是仅次于血液的第二大最常见的移植组织，全世界每年大约有200万例骨移植手术。

然而，移植物的可用性有限，其再生能力通常很低。基于细胞的疗法提供了一种有前途的替代方案。组织工程的体外祖细胞，如多能基质细胞(MSCs)可以取代标准的骨移植治疗。

柏林卫生研究所Charité (BIH)的研究人员与来自萨尔茨堡帕拉塞尔苏斯医学私立大学(PMU)的同事一起，证明了这种方法是有效的。一个关键因素是，这些基质细胞可以从各种组织中获得，如脂肪组织、皮肤组织和骨髓。

基质细胞的来源在再生能力中起着关键作用

多能间质细胞(MSCs)是各种结缔组织中的祖细胞，可以分化成不同的细胞类型，如脂肪细胞、软骨细胞和骨细胞。然而，与之前的假设相反，基质细胞的来源对其骨再生潜力有决定性的影响。不同于白色细胞脂肪组织，脐带或皮肤组织，只有来自骨髓的间充质干细胞有能力形成功能性软骨。

这是由于所谓的表观遗传特征，它决定了哪些基因可以在细胞分化过程中被访问，以及它们以何种顺序被激活。

“这种在体外产生的肥厚软骨是矿化骨组织形成的重要中间体。我们能够证明，将重要的人类软骨盘移植到有大(不可愈合)骨缺损的小鼠体内，可以完全愈合，”该研究的高级作者之一、波黑再生治疗中心的小组负责人盖斯勒博士说。

“在动物身上，软骨盘中移植的人类细胞也会形成原始的骨组织，只有在完全愈合结束时才会被小鼠来源的细胞所取代。”

新的表观遗传机制调节骨愈合

在他们的研究中，研究人员描述了一种新的表观遗传机制，它不仅是基质细胞再生潜力的基础，而且还调节骨愈合。这涉及到细胞DNA中所谓的增强子(基因表达的放大器)的复杂网络。这种增强子网络在这些细胞中特别容易接近和活跃，从而决定了组织再生的过程和成功。研究人员称这种网络为“增强器景观”。

“我们的研究为选择合适的细胞来有效治疗难以愈合的疾病做出了重要贡献骨折．在这里获得的关于这种组织特异性增强子签名的知识也可能有助于其他基于细胞的治疗方法的改进，”萨尔茨堡PMU实验和临床细胞治疗研究所所长、该研究的共同高级作者Dirk Strunk教授说。

通往临床试验的道路

需要进一步的开发步骤将这种新方法转化为骨科和创伤外科中大型骨缺损的可靠治疗选择。例如，由Sven Geissler和Dirk Strunk领导的研究人员现在想要进行测试，看看软骨盘是如何从基质细胞自动生成的，以及外源性供体细胞是否也适用于治疗。

否则，患者在获得自己的细胞后，必须等待长达5周的时间，才能制造并植入软骨盘。然而，鉴于迄今为止取得的测试结果，我们有充分的理由感到乐观。