今年3月，日本大阪大學、京都大學iPS細胞研究所(CiRA)等再生醫學研究團隊，新發表一項利用人類誘導型多潛能幹細胞(iPS細胞)衍生的軟骨組織工程植入物，在動物模型中證實可改善椎間盤退化導致的功能喪失，有望成為椎間盤退化的潛力療法。這項研究發表在《Biomaterials》。
 
椎間盤退化是下背痛的常見成因之一，且可能進一步惡化為脊椎側彎(spinal deformity)，影響患者生活品質；椎間盤退化的發生，被認為和脊椎各節之間的髓核(nucleus pulposus, NP)構造缺損有關。
 
髓核是由髓核細胞所組成，這些細胞負責分泌胞外基質(extracellular matrix)、形成膠原蛋白網絡、為其他重要蛋白質提供支撐功能，同時支持髓核細胞的環境，以及產生髓核的機械性彈力。
 
過去雖然已有研究，利用天然可取得的髓核細胞幫助製造胞外基質、也展現出治療的潛能，但這種療法的修復效果在退化晚期、髓核細胞已經消失時，便會效果不彰。
 
因此，研究團隊希望打造一種包含了必要細胞的組織工程植入物，能夠幫助髓核製造、並維持胞外基質。由於髓核的膠原蛋白網絡和關節軟骨正好相似，因此他們以此為假說，期待能用關節軟骨細胞治療椎間盤退化。
 
他們選用了人類iPS細胞，將其誘導分化成為軟骨細胞植入物，命名為「hiPS-Cart」，並將其植入移除髓核的椎間盤退化疾病模型大鼠。這種方法過去已被證實，在植入關節軟骨受損的實驗動物，能夠成功製造修復軟骨的組織。
 
此研究資深作者妻木範行(Noriyuki Tsumaki)表示，將hiPS-Cart植入這些實驗鼠後，植入物能夠成功存續，並阻止了椎間盤退化和脊椎骨退化。此外，他們也評估了機械性質，並發現hiPS-Cart能夠將疾病模型大鼠脊椎的機械性質，回復到與控制組大鼠相近的程度。
 
研究團隊也檢查了植入物的基因表現，結果發現，其基因表現特性和軟骨細胞樣髓核細胞接近，而非脊索類型(notochordal)的髓核細胞，顯示只要有這些軟骨樣細胞，可能就足以修復髓核功能，有望進一步開發成為人類椎間盤退化的治療方法。
 
參考資料：
https://www.eurekalert.org/news-releases/949957
 
(編譯 / 吳培安)