大块组织缺损再生修复研究获突破

意外和疾病引起的组织缺陷严重降低了生活质量，人类具有有限的再生能力，然而，大骨缺损的修复仍然是一个重大的临床挑战。一些动物，如蝾螈，可以在截肢后再生整个肢体，这一机制表明，截肢的肢体从芽基中再生，相关的细胞和分子机制与胚胎发育过程极为相似。该研究成果于近日在线发表于国际期刊《Wiley Online Library》。

图自：paper.sciencenet.cn

蝾螈芽基截肢的再发育/再生模式表明，可以通过模拟发育微环境来实现增强的再生。受选择性镁转运蛋白-1在小鼠胚胎软骨内骨化区的表达显著上调的发现的启发，研究提出了一种富含镁的三维培养系统，以提供胚胎样环境。对于干细胞，首先，通过评估magt1的表达水平，筛选出形成成骨微环境的mg离子（mg2+）的最佳浓度，这与干细胞的成骨分化能力相对应。

a）采用双免疫荧光染色对小鼠胚胎中alp和magt1进行共定位。b）在含或不含成骨培养基（DX）的BMSCs中表达MAGT1的DNA凝胶电泳分析。c）qpcr显示成骨诱导期间magt1的上调（n=3，**p<0.01）。d）OCN和MAGT1的双重免疫荧光染色。

图自：onlinelibrary.wiley

结果表明，mg2+选择性激活有丝分裂原激活蛋白激酶/细胞外调节激酶（MAPK/ERK）途径，刺激成骨分化，而mg2+通过magt1的流入参与了这一过程。然后，以适当的尺寸制备富镁微球，以确保囊细胞的活力。一系列实验表明，富镁微环境不仅刺激干细胞成骨分化，而且促进新生血管的形成。使用这些富含镁的细胞运载工具在体内可实现明显的血管化骨再生。研究结果表明，模拟发育微环境的生物材料可能是促进组织再生的有前途的工具。

专家表示，干细胞和生物材料的研究进展改善了人工辅助组织再生策略，这项研究为生物材料的仿生设计提供了新思路。这为病人提供了新的希望，基于蝾螈的再开发/再生模型，研究认为为干细胞构建一个人工胚胎样微环境将是再生医学的一个有希望的策略，可以实现更好的再生效果。

参考文献：

1：paper.sciencenet.cn

2：onlinelibrary.wiley