《PNAS》突破！水凝胶仿生骨组织或有望治疗人类多种骨髓疾病

据物理学家组织网近日报道，美国加州大学圣地亚哥分校研究人员开发出一种功能化的人工骨组织，植入身体后能像骨髓一样产生健康血细胞，用于血液病和免疫性失调等骨髓移植治疗中，可避免现有疗法中的各种副作用。相关研究成果已发表于美国《国家科学院院刊》上。

骨髓是位于骨中央的海绵状组织，其主要功能是利用造血干细胞生成红细胞。一些破坏造血干细胞的免疫性疾病以及体内血细胞或凝血因子不足的严重贫血患者，往往需要用捐赠的健康骨髓干细胞取代患者的骨髓进行治疗。但这类手术在实施前，需要通过放射和药物两种疗法清除患者自身的骨髓干细胞，为植入的健康细胞腾出空间。这类疗法会带来哮喘和不能生育等严重副作用。

机体的长骨结构，包括外骨室和内骨髓室，加州大学圣地亚哥分校的Shyni Varghesea 团队设计出仿生多孔水凝胶人工骨组织植入物，外部为磷酸钙矿化的壳层，生长在矿化壳层的移植物能够分化成为骨骼细胞，而内部未进行矿化的多孔结构或空腔能够容纳产生血细胞的干细胞。Shyni Varghesea团队将人工骨组织植入实验鼠皮肤内，发育成功能性骨组织，拥有功能化血管网络，捐献干细胞在其中生成了全新血细胞。移植6个月后，他们在实验鼠全身血液循环系统内仍能检测到捐献干细胞生成的血细胞。

▲ 图片摘自：Varghese lab, UC San Diego

研究团队将人工骨内形成的干细胞取出来，移植到另一组骨髓干细胞受损的实验鼠体内，结果发现，这些植入的细胞也能进入实验鼠血液中，证明人工骨组织内的骨髓细胞拥有与天然骨组织同样的功能。这些结果意味着，除血癌移植治疗手术外，其他骨髓移植手术不再需要移植前放疗和药物治疗，人工骨植入后可为捐献的干细胞提供骨髓生长空间。同时，人工骨还能为造血干细胞和血液病研究提供全新平台。

参考文献：

http://www.pnas.org/content/early/2017/05/02/1702576114.abstract?sid=20fd816e-018f-4e8b-9873-51a816359963

部分来源：科技日报  

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