科学家们用人类胚胎干细胞培育骨骼

随着人类寿命的延长，修复或再生人体组织已成为一个越来越关键的问题。仅仅在过去的十年里，人类干细胞正在成为组织再生的有力工具，因为它们可以分化成许多不同的特殊细胞类型，也可以自我更新产生更多的干细胞。现在它们被用来研究骨骼发育，建立疾病模型，建立治疗大型骨缺损的新的临床模式。

在本周在线早期版发表的一项研究中PNAS(美国国家科学院院刊)，由米卡提生物医学工程基金会教授Gordana Vunjak-Novakovic领导的哥伦比亚大学工程与应用科学学院的研究人员首次表明，人类胚胎干细胞可以用于培养骨组织移植，用于研究和潜在的治疗应用。

乌尼亚克-诺瓦科维奇是医学教授，也是生物医学工程系副主任，他说:“这是第一次证明人类胚胎干细胞可以用于形成紧凑、稳定、有生命的骨骼，其大小足以供未来研究和最终临床应用。”干细胞和组织工程实验室主任。

在这项研究中,Vunjak-Novakovic和她的团队,与前博士后学生Darja Marolt作为第一作者,用“cell-instructive”环境工程通过使用专门的支架,诱导骨形成,灌注和生物反应器流体通过形成组织维持细胞生存能力。马洛特现在是纽约干细胞基金会赫尔姆斯利研究员。

Vunjak-Novakovic说:“我们很高兴地发现，这些多才多艺的人类细胞不断地使紧凑的骨组织大到足以修复厘米大小的缺陷。”“这种经过改造的骨组织发育、重塑，并与宿主的血管供应相连，没有发生任何肿瘤生长。”

乌尼亚克-诺瓦科维奇和她的团队专注于三个独立但相关的研究领域。他们想要种植各种大小、形状、结构和力学性能适合临床使用的活骨移植物。此外，她说，胚胎干细胞是研究发育的“完美”模型，可以了解细胞如何通过特定的途径形成特定的器官，从而获得特定的功能。“这种工程骨与体内环境的某些方面相似，”她补充说，“它使我们能够在生物健全但可控的条件下研究骨发育。”

该团队还计划使用工程骨来构建疾病模型。Marolt已经在使用工程骨模型进行药物的体外研究，Vunjak-Novakovic的实验室现在正在使用这个模型系统来研究骨肿瘤的形成和转移。

“我真的很喜欢组织工程，”乌尼亚克-诺瓦科维奇说，“因为我们研究的问题很复杂，而且通过为我们的组织和器官提供‘备件’，可以帮助我们活得更长久、更美好。”看到一些最伟大的年轻人才被吸引到组织工程和再生医学，这是令人兴奋的，马洛特博士是一个突出的例子。我们正在开发的先进技术和在人类干细胞方面取得的进展有助于这项令人兴奋的工作达到下一个水平。”

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