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科技日報訊 （記者趙漢斌）6月20日，記者從云南省骨與關節(jié)疾病基礎研究重點實驗室獲悉，該實驗室主任胡敏團隊通過化學重編程和球狀化技術，將皮膚成纖維細胞轉(zhuǎn)化為誘導性成骨細胞。這為嚴重骨折或骨不連的臨床治療提供了創(chuàng)新解決方案。相關研究發(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，但這些方法手術創(chuàng)傷大，并發(fā)癥風險高，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能力相對較弱，難以滿足復雜的骨缺損修復需求。異體骨移植則存在免疫排斥反應和疾病傳播的風險。”論文第一作者、昆明學院骨與關節(jié)疾病基礎研究云南省重點實驗室副主任李燕皎說。

研究團隊注意到，在人類皮膚、結締組織等處，存在著一類成纖維細胞，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胞。因此，它也是再生醫(yī)學研究領域多種人造功能細胞的理想“種子”來源。

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

為了讓這些誘導性成骨細胞更具臨床應用價值，研究團隊將它們制成了球狀體?！扒驙铙w結構能夠模擬體內(nèi)細胞的三維生長環(huán)境，增強細胞的活性和功能?！闭撐墓餐谝蛔髡摺F隊成員蔣斌介紹。

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

為了驗證誘導性成骨細胞球在骨缺損修復中的效果，研究團隊在股骨的臨界骨缺損小鼠模型上進行了實驗。實驗結果顯示，移植這類細胞的小鼠在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)干細胞移植效果相當；而接受成纖維細胞移植的小鼠，則未觀察到明顯的骨修復現(xiàn)象。

進一步的研究表明，誘導性成骨細胞球能夠顯著提高骨缺損部位的骨體積分數(shù)、骨表面積分數(shù)、骨小梁數(shù)量和骨密度等指標。

“誘導性成骨細胞球在體內(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，促進血管生成和骨組織再生?！笔Y斌說，此外，移植誘導性成骨細胞球后，骨缺損部位的活性氧水平顯著降低，這有助于保護移植細胞和周圍組織，提高修復效果。通過對移植這種成骨細胞球的小鼠進行長期觀察和系統(tǒng)檢測，研究團隊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重不足的現(xiàn)實問題，也為利用自體組織工程骨精準治療骨損傷奠定了基礎，有利于進一步推動再生醫(yī)學的發(fā)展。目前，此項研究還處于動物實驗階段，未來研究團隊將在開展更大規(guī)模動物實驗的基礎上，在亞洲、歐洲與大洋洲開展多中心臨床試驗，充分驗證其安全性和有效性。