关键分子促进干细胞生成软骨_郑大中科博生

据中科博生研究表明，中科博生。软骨损伤很难修复，目前人们一般是通过手术，将取自另一处关节的组织填补到受损区域。这一过程会对健康软骨造成损害，而且患者的软骨会随着年龄增大而恶化。中科博生。
宾夕法尼亚大学的一项新研究，通过新型水凝胶系统，利用患者自身的干细胞生成软骨，其效果比普通水凝胶更好，“我们尝试开发新方法来置换受损的软骨组织，并希望能够通过表面置换，来改善年龄增长造成的软骨退化。这项研究就是在寻找，促使干细胞生成最佳软骨的正确环境，”宾夕法尼亚大学的副教授Jason Burdick说。中科博生。
Burdick及其同事长期从事间充质干细胞研究，这是一种位于骨髓中的成体干细胞，能够转变成为骨、脂肪或软骨细胞。此前，研究团队曾将间充质干细胞填入水凝胶系统，促使其分化成为脂肪细胞或骨细胞。中科博生。
在体外生成软骨的第一步是启动软骨生成，或者说让间充质干细胞分化为软骨细胞。然后再以此为基础，生成包含胶原和糖的海绵状基质。虽然成体软骨细胞在组织中的密度较低，但在软骨生成时期细胞之间的距离很近，这是体外生成软骨面临的一大挑战。“软骨组织工程所用的标准水凝胶会使细胞分开，”Burdick说，“使细胞丧失相关信号和相互作用。由于在软骨细胞形成时，细胞通过钙粘素相互作用，我们利用这一点对水凝胶系统进行了改进。”中科博生。
研究人员用一种多肽模拟钙粘素，将其结合在水凝胶系统上。“尽管我们还不了解钙粘素和软骨生成的直接关连，”宾夕法尼亚大学的副教授Robert Mauck说，“但我们知道，在组织形成早期增强钙粘素相互作用，能生成更多的软骨。如果阻断钙粘素，软骨形成量就很少。”中科博生。
为了测试上述多肽的效果，研究人员将间充质干细胞填入多种凝胶进行实验，包括不含多肽的普通水凝胶、含多肽的水凝胶、含多肽和抗体的水凝胶（抗体会阻断钙粘素相互作用）。研究人员发现一周后，多肽凝胶中的细胞，表现出的软骨生成标志更多。中科博生。
随后，研究人员将上述凝胶培养四周，这段时间足以形成软骨基质。四周后，他们用这些凝胶进行功能性测试（如机械负荷），发现多肽水凝胶的表现更接近天然软骨。II型胶原和硫酸软骨素是软骨基质的组成成分，研究人员对这些分子进行染色，发现多肽凝胶中这些分子也明显较多。中科博生。
“这项研究向人们展示，水凝胶中的钙粘素信号能够促进软骨生成，”Burdick说。
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