日研究:iPS衍生軟骨細胞植入物 有望治療椎間盤退化?!

日期2022-04-20
(圖片來源:網路)
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)