多能干細(xì)胞、全能干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞

干細(xì)胞是未分化的細(xì)胞，具有兩個特征：它們會產(chǎn)生不同的成熟細(xì)胞類型并具有自我更新的能力。但是，并非所有干細(xì)胞都具有相同的潛能。多能干細(xì)胞能夠產(chǎn)生多種但不是全部細(xì)胞類型。例如，間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）產(chǎn)生骨骼，軟骨，肌肉和脂肪的細(xì)胞。MSC通常見于骨髓，臍帶（沃頓氏膠）和脂肪組織中。多能干細(xì)胞像胚胎干細(xì)胞一樣，能夠產(chǎn)生人體的所有細(xì)胞。最后，全能干細(xì)胞可引起人體的所有細(xì)胞類型以及胎盤等胚外組織。全能干細(xì)胞僅在胚胎發(fā)育的早期階段被發(fā)現(xiàn)。

鑒于對干細(xì)胞的巨大研究興趣以及對將人類胚胎干細(xì)胞用于研究目的的猶豫，科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種在體外產(chǎn)生多能干細(xì)胞的方法。使用經(jīng)過重新編程的源自皮膚或血液的成年細(xì)胞，這些誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞可用于研究干細(xì)胞生物學(xué)或決定不同組織類型分化的機(jī)制。

使用Lifeline?人類MSC的最新研究

骨移植術(shù)是一種常見的治療骨損傷的方法，不能完全愈合自己。骨形態(tài)發(fā)生蛋白2（BMP-2）是一種刺激骨骼生長的生長因子，重組人BMP-2（rhBMP-2）被FDA批準(zhǔn)與膠原海綿一起用于治療骨缺損。然而，由于其半衰期短，rhBMP-2往往被給予非常高的劑量。

在今年的《干細(xì)胞轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》中的一項(xiàng)研究中，安德魯斯及其同事著手開發(fā)一種用于骨骼缺損的可注射生物療法，該技術(shù)是通過工程設(shè)計(jì)來過度表達(dá)BMP-2的MSC植入的，該BMP-2植入了硫酸軟骨素糖胺聚糖（CS-GAG）水凝膠中。CS-GAGs存在于骨骼和軟骨組織的細(xì)胞外基質(zhì)中，并支持骨骼發(fā)育。

作者首先使用Lifeline公司的Lifeline?MSC（uMSCs），證實(shí)了用慢病毒載體轉(zhuǎn)導(dǎo)的uMSC如預(yù)期的那樣過表達(dá)BMP-2。然后將表達(dá)BMP-2的MSC接種在CS-GAG水凝膠上，并將其活性與含有rhBMP-2（Col + rhBMP-2）的膠原海綿進(jìn)行比較。作者發(fā)現(xiàn)，膠原蛋白海綿中rhBMP-2的釋放發(fā)生得很快，而CS-GAG水凝膠中的BMP-2的釋放隨著時間的推移更加持久。

接下來，作者使用一種動物骨骼損傷模型，測試了其CS-GAG-MSC-BMP-2水凝膠修復(fù)骨骼缺損的能力。他們發(fā)現(xiàn)，其含有表達(dá)BMP-2的MSC的CS-GAG水凝膠以與含有rhBMP-2的膠原海綿相當(dāng)?shù)姆绞叫迯?fù)了骨骼。與目前的含rhBMP-2膠原蛋白海綿的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)相比，其他研究將確定BMP-2隨時間推移的持續(xù)釋放在臨床上是否具有優(yōu)勢。

總之，這項(xiàng)研究的結(jié)果表明，含有表達(dá)BMP-2的MSC的CS-GAG水凝膠可用于骨修復(fù)治療。

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