移植的iPSC-肌腱细胞在移植后两周表达肌腱功能性细胞外基质
移植后4周iPSC-腱细胞大鼠、未治疗大鼠和未损伤大鼠的组织学分析
Masson三色染色显示胶原纤维(蓝色)、细胞质(红色)和细胞核(紫色)
显示了移植区域(左跟腱)的代表性图片
第一行和第三行中的方框区域在第二行和第四行中分别以较高的放大率显示
比例尺:50微米
用曙红染色的细胞纤维密度
图像J用于计算(n = 4:生物学独立样本)
数据代表平均SE
*P 肌腱撕裂很少会危及生命，但根据其严重程度，需要手术和较长的康复期
外科治疗策略包括从患者身体的另一部分移植肌腱或向撕裂的肌腱注射供体细胞
虽然有效，但它们取决于患者的状况或供体细胞的质量，因此患者的恢复情况差异很大
作为替代方案，CiRA的研究人员在一项新的研究中报告了将人类iPS细胞衍生的腱细胞移植到跟腱受伤的大鼠体内的好处
这是最容易诊断但也是最致命的损伤之一
一名世界级的运动员正在场地上冲刺，突然倒地不起，疼痛难忍
这位短跑运动员在没有人帮助的情况下将无法离开赛场，并且在接下来的三个月里不太可能正常行走
这名运动员的跟腱撕裂了
CiRA副教授池田诚说，目前肌腱手术治疗存在几个问题
那些涉及使用患者未受损的肌腱来修复撕裂的方法会削弱肌肉，从而延长康复期
这对职业运动员来说可能是一种延迟的回报，对不能活动的老年患者来说可能是更大的健康风险
至于供体细胞的移植，“细胞必须扩增，这降低了它们的治疗效果
此外，很难控制质量，因为捐赠者是不同的，”他说
诱导多能干细胞减少了这种担忧，因为它们可以从一个供体扩展到更大的数量
大量的细胞可以分化成腱细胞，而不影响治疗效果
因此，这项研究从人类诱导多能干细胞中制备肌腱细胞，并将其移植到跟腱撕裂的大鼠体内
虽然未接受移植的大鼠显示出逐渐恢复，但接受细胞移植的大鼠恢复明显更早
此外，移植大鼠肌腱的生物力学强度接近未损伤大鼠
诚然，研究人员期望发现更大的治疗效果，将意想不到的结果归因于移植率低
在细胞移植疗法中，最好的治疗效果来自于细胞移植到组织中并再生
然而，移植依赖的不仅仅是移植高质量的细胞
“好的细胞移植疗法的一部分是细胞的输送
我们的研究只关注细胞本身
需要更多的研究来确定注射它们的最佳方式，”池亚说
考虑到植入率低，研究人员检查了促进恢复的其他因素，发现了旁分泌效应
也就是说，移植的细胞分泌刺激大鼠自身肌腱细胞再生的因子
“我们发现iPS细胞衍生的肌腱细胞分泌IGF1和TGFβ3相关分子，促进初级肌腱细胞的增殖，”Dr
中岛泰基，他领导了池谷的研究，是现在哈佛大学池谷实验室的前成员
简单地将这些化学因子注射到受伤的肌腱上，促进了愈合，尽管其程度不如细胞移植，但这两种化学因子在自然发育中均可促进腱细胞的生长和增殖
虽然这项工作是初步的，针对承受高机械应力的身体部位(如骨骼、肌腱和软骨)的实验性细胞移植必须首先通过猪等体型更接近人类的动物的测试，但使用诱导多能干细胞产生腱细胞使这种方法比其他手术方法具有明显的优势
“我们模仿自然胚胎发育来培养肌腱细胞
我们相信这比使用成人捐献者的肌腱细胞有更多的再生特性。”
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