《StemCells》：胚胎干细胞长成软骨

美国莱斯大学的生物医学工程师发明了一项能够利用人类干细胞生长出软骨的新技术。这种方法能够用于培养膝盖、下巴、臀部和其他关节的软骨替换。

由于自然的软骨组织是不能够自我痊愈的，所以研究人员长期以来都在寻找培养替代的软骨的方法。培养的这种软骨可用于修复软骨损伤。这项研究为利用胚胎干细胞制造类软骨细胞提供了一种新颖的方法，并且还是首个能利用这种细胞加工软骨组织的方法。这项研究的结果刊登在9月的《Stem Cells》杂志上。这样研究使用了美国NIH审核批准的干细胞系。

利用一系列的刺激物，研究人员开放出一种将干细胞转化成软骨细胞的方法。在这项工作的基础上，研究人员又发明了一种利用这些软骨细胞构建软骨组织的步骤。这些结果证实，软骨能够被培养。

Athanasiou教授的研究组是世界上研究软骨细胞最成功的一个研究队伍，尤其是加工软骨组织。

软骨由软骨组织及其周围的软骨膜构成，软骨组织由软骨细胞、基质及纤维构成。根据软骨组织内所含纤维成分的不同，可将软骨分为透明软骨、弹性软骨和纤维软骨三种，其中以透明软骨的分布较广，结构也较典型。

软骨细胞位于软骨基质内的软骨陷窝中。在陷窝的周围，有一层染色深的基质，称软骨囊。软骨细胞在软骨内的分布有一定的规律性，靠近软骨膜的软骨细胞较幼稚，体积较小，呈扁圆形，单个分布。当软骨生长时，细胞渐向软骨的深部移动，并具有较明显的软骨囊，细胞在囊内进行分裂，逐渐形成有2～8个细胞的细胞群，称为同源细胞群。由于软骨细胞不断产生新的软骨基质，各个细胞均分别围以软骨囊。软骨细胞核椭圆形，细胞质弱嗜碱性，生活时充满软骨陷窝内。在HE切片中，因胞质的收缩，胞体变为不规则形，使软骨囊和细胞之间出现空隙。软骨细胞的超微结构特点为胞质内含有丰富的粗面内质网和发达的高尔基复合体，还含有一些糖原和脂滴，线粒体较少。软骨细胞主要以糖酵解的方式获得能量。

此前，美国的一个研究组报道说，干细胞可能用于修复心脏病发作后的受损组织。这项对小鼠进行的研究证实，干细胞在修复受损心脏中的起到有限但显著的作用。但是，目前仍然不清楚是否是心脏细胞进行修复工作或者是来自身体其他部位的细胞。

休斯敦哈佛医学院的Ricard Lee和同事将小鼠进行遗传改造使其心肌细胞能够被一种荧光蛋白染色。实验中，研究人员发现年轻小鼠中大约80％的心肌细胞都被染色。当小鼠年老时，这种染色比例让然相同——这意味着心肌细胞在生命过程中正常情况下是不能被替代的。这项研究的结果刊登在《自然·医学》杂志上。

但是，当他们人为诱导小鼠心脏病发作时，着色细胞数量下降到70％——这意味着当受损伤时形成了新的肌肉细胞。

Lee教授认为，这项研究证实成熟小鼠心脏自我修复的能力很有限。虽然活化心脏再生的机制已经知道，但是还不充分，可能还存在其他的理论。研究人员还需要了解什么能够抑制这个系统，从而能设计出将这个“刹车”消除的策略。