Stem Cell Rep：干细胞技术有望科学治愈关节炎
时间：2017-07-31
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关节炎是一种常见的疾病，泛指发生在人体关节及其周围组织的炎性疾病，我国关节炎患者有一亿之多。现在市面上的许多关节炎药物，包括依那西普、修美乐、类克等，但都具有副作用。干细胞技术是一种生物医学技术，能够从根本上干预治疗疾病。目前，世界范围内临床实验使用的最广泛的技术为间充质干细胞技术，包括牙髓干细胞、脊髓干细胞、皮肤干细胞、脐带血干细胞等等。
关节炎是一种常见的疾病，泛指发生在人体关节及其周围组织的炎性疾病，我国关节炎患者有一亿之多。现在市面上的许多关节炎药物，包括依那西普、修美乐、类克等，但都具有副作用。干细胞技术是一种生物医学技术，能够从根本上干预治疗疾病。目前，世界范围内临床实验使用的最广泛的技术为间充质干细胞技术，包括牙髓干细胞、脊髓干细胞、皮肤干细胞、脐带血干细胞等等。
近日，来自圣路易斯华盛顿大学医学院与Shriners儿童医院、杜克大学、Cytex Therapeutics公司的研究人员利用CRISPR基因编辑技术，重新组装了实验小鼠干细胞，使其发育为具有抗炎作用的软骨细胞，保护关节和其他组织免受慢性炎症损伤，这种改造后的干细胞被成为“自发型再生治疗改良干细胞（Stem cells Modified for Autonomous Regenerative Therapy, SMART cell）”。
在该研究中，研究人员首先将小鼠皮肤细胞诱导为干细胞，然后使用CRISPR基因编辑手段，将炎症反应的关键基因替换成释放生物药物的抗炎基因。培养几天后，研究人员诱导修饰好的干细胞发育成软骨细胞，并组装成软骨组织。进一步的研究表明，该软骨组织能够免受炎症侵袭。也就是说，研究人员将原本的细胞炎症通路改造成了生产保护性药物的通路。为了便于观察，研究者还将一段“遇炎症即变色”的程序写入了由干细胞形成的软骨细胞。最近，Farshid Guilak团队已经开始在类风湿性关节炎等炎症疾病小鼠模型上开展SMART细胞抗炎功能实验。如果SMART细胞能在动物模型上重现它的功能，便可进而发展成临床治疗手段，实现自发地、智能地释放TNF-α抑制剂，在特定的区域保护软骨细胞免受炎症损伤。
Guilak说道，“当看到细胞迅速释放TNF-α，消灭炎症作用时，我们相信这种基因改造策略也可以于其他反馈依赖型系统中奏效。例如糖尿病，我们很有可能制造出能感知葡萄糖并激活胰岛素的干细胞，利用多能干细胞强大的分化能力和CRISPR的基因删除和插入技术，来实现疾病治疗目的。”研究人员Brunger补充说，“用Smart干细胞构建有活力的、能响应周围环境的生命组织，将推动再生医学研究更进一步。”
干细胞具有分化为多种组织器官的能力，科学实验证实其可有效干预200余种疾病的治疗。特别是人体牙齿中的牙髓干细胞，其活性是其他来源成体干细胞的三倍以上，对于牙周炎等疾病治疗的干预效果显著。