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三个干细胞变身一个肺
阅读量:28 发表时间:2017-12-29

“去分化,是让老细胞变得年轻,这个说法在前几年还有争议。”解放军总医院生命科学院院长、中国工程院院士付小兵说,“现在已经被接受并转向应用了。”

让老细胞变得年轻,再去构建新的组织,修补人体的损伤,付小兵提到的去分化是细胞拥有再生能力的前提。从2005年开始,香山会议每5年组织一次关于再生科学的学术研讨,从基本原理与初步实践、理论创新与临床研究再到成果转化与服务患者,这个领域越来越靠近临床。

“中国科学家现在已经不是‘跟随’,完全有可能跨越引领。”在近期召开的“组织再生材料:从基础研究创新到临床转化应用”香山科学会议上,付小兵说。

 

 

细胞在博弈,材料做支撑

 

在实际的临床治疗过程中,出现了新的要素——生物材料。“干细胞治疗的过程其实是一个博弈的过程,”中国科学院动物研究所所长、中国科学院院士周琪说,“细胞战胜了环境它就活了,环境战胜了细胞它就死了,而材料在一定程度上起到了支撑细胞的作用。”

就在会议的前一周,中国工程院院士钟南山亲自参与抢救了深圳的一位老教授,他突发急性呼吸窘迫综合征(ARDS),全肺完全损坏,完全靠体外人工膜氧合维持生命体征。“他唯一的希望是用干细胞再生肺组织。”提供干细胞治疗方案的同济大学教授左为说,“我们成功在其右肺中叶分离到3个干细胞,正在拼命扩增,他需要3千万个这样的干细胞。”

这3千万个干细胞要如何为老教授提供一个呼吸功能完备的肺?

“细胞是贴壁生长的,要以材料作为基质。”华南理工大学材料科学与工程学院教授陈晓峰说。在干细胞治疗过程中,利用生物材料仿生构建细胞组织的微环境,对细胞的黏附、形态、增殖与分化以及组织结构和功能修复与器官重建起重要调控作用。

打个不太恰当的比方,这就如同绢布纺织中的“经纬交织”,细胞与生物材料“你中有我、我中有你”。“材料会延长干细胞的存留时间,提升干细胞的作用效果。”陈晓峰说,“此外,功能强大的智能材料在完成干细胞的支撑作用之后还会‘隐退’,在身体中自行降解。”

 

再生修复是个系统工程

 

“材料领域已经涉及到了多个种类,如支架、玻璃、复合型等等,我们已经看到了材料对修复与再生的作用,而能不能诱导多种组织的同步修复与再生,这方面的研究还在继续。”付小兵说,“同步”意味着再生修复需要恰到好处,“例如对体表创面的治疗,多了会形成疤痕,少了就形成溃疡。”

由于人体组织的多样性,对材料的研究逐渐进入针对人体的各个领域。“我们必须了解人体不同组织的生长特性、发育奥秘,”跟随陈晓峰前来会议的一位助手说,“这些材料不仅要与身体合而为一,还要诱导组织细胞相互作用,调控干细胞的作用……”

它将是一个多因素的系统工程。付小兵说:“一个组织包括神经、血管、皮肤、肌肉等,它们的完美修复,意味着相互之间和谐同步再生。如何才能诱导细胞用正确的顺序、正确的方法分化成身体需要的结构?”

系统的工程,需要系统的组织架构。目前互不通气、学科间并不统一的科研模式让在座的学者有些为难,“我们做材料的很迷茫。希望干细胞的研究学者能将在临床上遇到的问题,转化成科学的语言。”材料科学领域的学者希望能与干细胞研究伙伴畅通无阻地沟通,才能有针对性地部署研究。

据介绍,国家自然基金委员会和中国工程院都将在近期批准相关的重大研发项目,将再生医学、生物材料、组织工程等多个领域的研发力量汇集起来。



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