战争、车祸或是骨密度较低的老年人跌倒造成的骨折,都可能会因损伤程度过于严重而导致骨骼无法完全愈合甚至导致终身残疾。一直以来,人们不断寻找能够治愈骨折的方法。
现在,探索终于有了突破,研究人员们结合超声波、干细胞和基因治疗等技术使骨骼损伤得以修复再生。尽管这项技术目前只在动物身上进行过试验,但鉴于其在试验中的完美表现和出色的治愈效果,让这项技术在即将到来的人体临床试验中的表现备受期待。
“这项新研究具有重大的临床意义,” 洛杉矶希德斯西奈医学中心整形外科主任David Kulber对其做出很高的评价。“这项能够激活骨骼生长的技术非常值得关注。”
同样值得关注的是,每年仅美国就有约10万人因骨骼缺损或骨骼断裂导致的永久性骨损伤而备受折磨。遇到这种情况,医生通常会为患者进行植骨手术,将另一块骨组织移植到骨折的空隙中间。
理想状态下,移植用的骨组织来源于病人自体——常取用髂骨的一部分,而取骨手术又相当于一次严重创伤,往往令患者“雪上加霜”。因此,骨科医生转向从尸体中获得用于植骨术的骨骼。然而,从尸体上取骨后的灭菌步骤又破坏了许多促进骨骼生长的关键蛋白及其他信号分子,大大降低了植骨后骨折完全愈合的几率。
因此,研究人员一直希望能够通过使骨骼再生的方式来代替植骨。他们首先尝试将一种“天然支架”蛋白——胶原蛋白,填充至骨折两端之间的缝隙中。胶原蛋白将会诱导人体中分化成骨骼的干细胞——间充质干细胞迁移至骨折缝隙间,进行下一步分化。但事实上,间充质干细胞并非特异性分化为骨细胞,它作为一种多能干细胞,同样可能分化形成脂肪组织或瘢痕组织。
多年以来,研究人员致力于探索将间充质干细胞定向诱导分化为骨细胞的方法。为此他们尝试将间充质干细胞暴露于不同类型的骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins, BMPs),即一类诱导间充质干细胞分化为骨组织的生长因子。间充质干细胞需要在BMPs中暴露约一周时间才能够完成分化过程,而定点注射至骨折部位的BMPs却只有几小时的有效时间,一次注射远远无法做到刺激骨组织再生。
为构建出长效作用的BMPs,由希德斯西奈医学中心再生医学专家Dan Gazit率领的研究团队及其他课题组尝试利用病毒将BMP基因导入间充质干细胞中,使其自身持续表达BMPs,并刺激其分化。然而这一尝试并未收获令人满意的结果。
最近几年,Gazit团队研发出了可代替病毒将基因导入间充质干细胞的新策略:首先,他们在骨折处填充满胶原蛋白并等待干细胞迁移浸润;几周后,他们将大量目标基因片段与由气体填充、脂分子包裹的微型囊泡混合,注射至骨折处;随后,他们还需要在创伤处及周围施加超声波——就像产科医生检查胎儿一样。超声波能够使注射的微囊泡爆裂,冲击使附近干细胞的胞膜上短暂产生纳米级尺寸的洞,使基因能够顺利进入细胞内。
2014年,Gazit团队报道了他们在动物骨折样本中采取这种方法成功导入了无治疗作用的报告基因。然而当他们用同样方法导入两种不同亚型BMPs——BMP-2和BMP-7基因后,他们发现骨骼的确再生了,但并不够使骨折愈合。
Gazit团队在通过手术将BMP-6基因插入到所构建的1厘米缝隙的腿骨缺损样本中之后,得到了令人欣慰的结果:治疗八周后,他们发现全部的治疗组动物骨缝隙都不复存在,骨折完全愈合。
事实证明,这项当前备受推崇的新治疗方法,与过去自体骨移植有着同样好的治疗效果。这一成果发表在了5月17日的《科学-转化医学》(Science Translational Medicine)上。
“这一研究结果说明我们非常需要继续发展利用干细胞再生骨组织治疗骨折,”德克萨斯大学健康科学中心骨科研究员Johnny Huard说道。“然而,这项研究中使用的猪样本年龄全部不足一年。年轻的动物和人类比老年拥有更多的间充质干细胞,并且老年人骨折的损伤程度往往远大于年轻人。” 因此,Huard建议在尝试治愈人类骨折之前,仍需要观察此方法用于老年动物骨折样本中是否同样有效。
来源:DeepTech深科技(微信号 mit-tr)
为你推荐

创新疗法再传积极信号,多奈单抗3年长期研究验证阿尔茨海默病干预“越早越好”
TRAILBLAZER-ALZ 2长期扩展研究结果显示,在大多数研究参与者完成治疗后,记能达依然可以持续发挥减缓疾病进展的作用
2025-08-01 21:51

"HER2阳性肿瘤诊疗能力提升工程启动会"召开,赋能HER2阳性胆道肿瘤精准诊疗
近日,【HER2阳性肿瘤诊疗能力提升工程】(以下简称“工程”)启动会在沪召开。会上,众多嘉宾围绕胆道肿瘤领域的治疗进展及趋势进行分享与探讨,以期推动该疾病领域的精准诊疗...
2025-08-01 15:38

华领医药首次半年扭亏,华堂宁上半年大卖176.4万盒
日前,华领医药发布发布业绩预告称,公司在今年上半年实现利润约11 84亿元,和去年中报的亏损1 4亿元相比,实现了自2018年上市以来的首次扭亏。
2025-08-01 11:16

礼来公布替尔泊肽重磅研究数据,或重塑糖尿病合并心血管病治疗格局
这是首个头对头比较替尔泊肽和度拉糖肽的心血管结局研究,纳入了来自30个国家 地区总计超过13,000名2型糖尿病合并动脉粥样硬化性心血管疾病成人患者, 历时超过4 5年,是迄今...
2025-08-01 08:57

QiviData数据分析系统实现医药数据分析国产化突破,助力CRO破解“卡脖子”难题
在医药研发外包(CRO)领域长期依赖海外数据分析工具的背景下,杭州启维软件有限公司近日宣布,其自主研发的QiviData数据分析系统V2 0已通过国家级技术验证,并与国内头部CRO企...
2025-07-31 17:26

体检争议事件引发公众健康焦虑,用AI解读体检报告量激增40%
近日,一则 "女子十年体检未提示患癌风险,确诊时已是肾癌晚期 "的新闻持续发酵,也引发了公众对健康问题的关注,甚至有网友自嘲 "为体检焦虑到失眠 "。
2025-07-31 16:48

因美纳升级旗舰检测产品,加速全面肿瘤基因组分析可及
因美纳TruSight™ Oncology 500 v2研究型检测产品现已上市,集成内置HRD生物标志物检测,周转时间更短,组织样本需求更低
2025-07-31 15:11

搭建递送技术平台,我国创新药企布局新型体内CAR-T疗法
“目前高端的细胞治疗药物价格仍高达每针数十万甚至上百万元,但通过mRNA和先进的递送技术,把高度个性化的定制疗法转变为通用型药物,将有机会把成本降至大多数患者可负担的范...
2025-07-30 17:25

中眸医疗完成数千万元融资,加速眼科基因治疗全球布局
此次融资资金将主要用于加速核心产品ZM-02的全球多中心临床试验及后续管线开发,进一步巩固公司在眼科基因治疗领域的领先地位。
2025-07-30 17:18

蚂蚁AI健康应用AQ推出多个“院士 AI分身”,日均免费问诊近万人
顶级医学专家上线“数字分身”,正在掀起一场 AI 看病风潮。7月30日,蚂蚁集团AI健康应用AQ数据显示,中国科学院院士王建安“AI分身”上线仅3天咨询量激增280%,AI让顶级大专...
2025-07-30 12:08

刚刚,国家药监局原副局长陈时飞被立案审查
7月30日,中央纪委国家监委网站发布公告:经中共中央批准,中央纪委国家监委对国家药品监督管理局原党组成员、副局长陈时飞严重违纪违法问题进行了立案审查调查。
2025-07-30 09:20

“肝能修复站”公益快闪沪上启动,专家支招科学管理脂肪肝
由中国医药卫生文化协会发起,快速消费品健康公司欧彼乐(Opella)、益丰大药房、意领科技联合支持的全民肝脏健康守护行动——“肝能修复站”公益快闪,于上海徐汇滨江正式启动。
文/张蓉蓉 2025-07-30 09:17

京津冀持续暴雨,蚂蚁集团AQ上线专区提供健康科普及线上义诊服务
近日,华东、华北、东北等地持续强降雨,引发洪涝和地质灾害,社会各界紧急响应。为了方便受强降雨影响的群众获得一站式的信息及服务,7月29日,蚂蚁集团旗下AI健康应用AQ推出“...
2025-07-29 20:25