近日,在國際期刊《PNAS》上發表的研究報告中,來自加州大學的研究人員開發出了一種新型仿生骨組織,有望為未來需要移植的患者提供新的骨髓組織。骨髓移植通常用于治療患有骨髓疾病的患者。移植前,患者需要接受一定劑量的輻射,有時結合藥物來殺死患者骨髓中存在的任何干細胞。對患者進行預處理,是指通過清理患者的骨髓間隙來提高移植的成功率,可以幫助供體細胞更好地存活和生長,不會與患者自身細胞產生競爭。然而,這種治療通常會帶來有害的副作用,如惡心、疲勞和不孕。
為了解決上述問題,研究人員開發了一種新型的類骨植入物,它可以為供體細胞提供一定的空間,幫助它們在不與宿主細胞競爭的情況下存活和生長,使研究人員不必去除宿主身體的前期細胞。研究人員Varghese說,我們還制作了一種骨附著組織來適應供體細胞。這樣,我們就能使宿主細胞免受輻射的損害。
這種攜帶功能性骨髓的新型骨組織填充供體細胞,植入小鼠皮下組織,使供體細胞至少可以存活6個月,還可以為小鼠提供新的血細胞來源。研究人員認為,這項研究可能會在未來改善他們對骨髓疾病患者的治療。這些移植物的使用在患有非惡性骨髓疾病的患者中可能受到限制,因為在這些患者中沒有需要被移除的癌細胞。據研究人員介紹,這些移植物可以模擬身體的長骨結構,包括外部骨腔和內部骨髓腔。而且這些移植物由多孔水凝膠基質組成,外層基質含有磷酸鈣礦物質,在礦化基質表面生長的移植物可以分化為骨細胞,而內層基質可以容納產生血細胞的干細胞。
這些結構植入小鼠皮下組織后,可成熟為具有功能性血管網的骨組織和能持續供應血細胞的骨髓;四周后,研究人員發現,移植的骨髓中含有宿主和供體血細胞的混合物,即使在24小時后,這些混合物仍在這些小鼠的血液中循環。相關研究表明,移植的骨髓是有功能的,供體細胞可以在宿主細胞存在的情況下長期生長。
在另一項實驗中,該研究從移植的骨髓中提取干細胞,并將其植入第二組小鼠體內。這組老鼠的骨髓干細胞被輻射和藥物破壞。他們發現,移植的細胞可以擴散到小鼠的血液中,來自工程骨組織的骨髓細胞的功能與原始骨組織相似。最后,研究人員Varghese表示,目前,他們計劃開發一種新的平臺來生產更多的骨髓干細胞,這可能對后期的臨床細胞移植具有重要意義。
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