"再生"讲堂

1、第104号捐献:对器官捐献与移植的思考?

2、 人类关于再生的最早想法

3、上世纪上半叶颇具盛行的组织疗法

4、组织工程学的建立和发展

5、组织/器官的原位再生

6、什么是再生医学材料?

7、人类新希望:再生医学(央视视频)

8、皮肤创伤与再生修复材料

9、 骨科再生医学材料

10、 神经损伤与再生修复材料

11、 干细胞与再生医疗

12、 生长因子(蛋白或多肽)

待续,请继续关注......

 
再生医学细胞来源与培养体系
 
1.  细胞来源
  细胞、支架和生长因子是构建工程组织的三个关键因素。其中一个主要问题是既能在临床上存活又能适用于组织工程的细胞类型的鉴定和分离[20]。以往,人们认为除皮肤,小肠粘膜和血液外,成年组织中并不存在与组织再生相关的“关键”细胞(如前体细胞或干细胞)。然而,目前已经于多种组织中发现了所谓的“关键细胞”。如造血干细胞、间充质干细胞(MSCs)等。研究显示,MSCs具有定向分化的潜能,可分化成骨、软骨、脂肪和心肌细胞[21]。分离的人类MSCs现已投入商业应用[22],MSC系统可望实现医疗产业化。

   组织工程所用的细胞可来源于病人自体细胞,同种异体细胞和异种细胞。

   尽管应用异种细胞可能存在感染动物病原体的潜在危险性,但在获得人类供者器官或组织完成自身修复之前,异种细胞可为患病组织提供暂时的支持。

  同种异体细胞已被成功地用于治疗皮肤溃疡,糖尿病和肝脏疾病[23-25]。在美国,FDA批准的两个实验室构建的活皮肤产品已经用于治疗糖尿病或者静脉性皮肤溃疡。其中一个产品由人类新生儿真皮成纤维细胞组成。新生儿成纤维细胞经体外扩增,种植于由聚合物polymer polylactide coglycolide制作的薄支架上,这种聚合物可在水中逐渐降解[26]

  若临床上应用患者自体已分化的MSCs,将不再存在免疫排斥问题。最近,已从胚胎和成年体内分离到各种干细胞,并在细胞分化上显示其灵活性和可控性[27]。尽管干细胞是一非常有前途的细胞来源,应用于组织工程尚存在一些问题:细胞分离、分化控制及有效性等。组织工程最理想的细胞来源是胚胎干细胞(ES)。ES比MSCs更原始[28]。ES理论上具有分化成体内各种细胞的潜能。当然,同其它干细胞一样,要把ES应用于组织工程,仍然存在许多问题需要解决。临床上已经应用脐带血中分离的造血干细胞进行骨髓移植,和利用自体软骨细胞修复关节软骨[29,30]。然而,尽管应用患者自体细胞非常理想,而临床上要获得这样的细胞却很困难。

2. 体外培养系统

  细胞扩增和生物功能或表型的保持是组织工程和器官替代物的两大需求。

  体内组织的生长发育过程是在一定的内环境条件下进行的,常规的体外单层培养方法不能提供组织正常生长发育所需的环境条件,通常的后果是细胞发生分化现象,培养的细胞不仅失去了正常的形态,而且失去了其生化与功能性质[31]

  因而需要建立完善的培养系统以对环境因子进行有效的控制。比如,目前正在发展的生物反应器系统,细胞微载体,模拟体内干细胞微环境的3D培养研究等等。

  用于组织工程的培养系统的设计原则是通过模拟在体的内环境条件,提供工程组织生长发育所需的必要的生化条件,以及针对不同的组织提供细胞分化所需的特殊条件。实现这一目的除了要求提供足够大的传质速率以保证细胞的生长外,还需要根据所培养的组织类型,在反应器的设计上模拟组织生长发育的微环境状态,促进不同细胞的分化。