骨是仅次于血液的第二大最常见的移植组织，全世界每年进行约200万例骨移植，但通常只有适度的治疗成功。基于细胞的疗法可以提供另一种移植方法。

与萨尔茨堡帕拉塞尔苏斯私立医学大学(PMU)的同事一起，柏林夏里特医学院(BIH)的研究人员现在已经证明，人类祖细胞可以再生大的骨缺陷并形成新的矿化组织。研究人员在《科学转化医学》杂志上发表了他们的研究结果。

虽然大多数骨折完全愈合而没有疤痕，特别是由严重创伤、感染或肿瘤手术引起的大骨缺损往往不能自然愈合，需要骨移植。骨骼是仅次于血液的第二大最常见的移植组织，全世界每年进行约200万例骨移植。

然而，移植物的可用性有限，其再生能力通常较低。基于细胞的疗法提供了一种有前途的替代方案。由祖细胞(如多能基质细胞(MSC))体外改造的组织可以取代标准的骨移植治疗。

与萨尔茨堡帕拉塞尔苏斯私立医学大学(PMU)的同事一起，柏林夏里特医学院(BIH)的研究人员现在已经证明这种方法有效。一个关键因素是这些基质细胞可以从各种组织中获得，例如脂肪组织，皮肤组织和骨髓。

基质细胞起源在再生能力中起关键作用

多能基质细胞(MSCs)是各种结缔组织中的祖细胞，可以分化成不同的细胞类型，如脂肪，软骨和骨细胞。然而，与先前的假设相反，基质细胞的来源对其骨再生潜力具有决定性的影响。与来自白色脂肪组织，脐带或皮肤组织的细胞不同，只有来自骨髓的MSCs具有形成功能性软骨的能力。

这是由于所谓的表观遗传特征，它决定了在细胞分化过程中可以访问哪些基因以及它们被激活的顺序。

“这种体外产生的肥厚软骨是矿化骨组织形成的重要中间体。我们能够证明，将重要的人类软骨盘移植到具有大(非愈合)骨缺损的小鼠中会导致完全愈合，“BIH再生疗法中心的小组负责人Geissler博士说，他是该研究的资深作者之一。

“在动物体内，软骨盘中移植的人类细胞也形成原始骨组织，只有在完全愈合结束时才被小鼠来源的细胞所取代。

新的表观遗传机制调节骨骼愈合

在他们的研究中，研究人员描述了一种新的表观遗传机制，该机制不仅支持基质细胞的再生潜力，而且还调节骨骼愈合。这涉及细胞DNA中所谓的增强子(基因表达的放大器)的复杂网络。这种增强子网络在这些细胞中特别容易接近和活跃，从而决定了组织再生的过程和成功。研究人员称这种网络为“增强子景观”。

“我们的研究为选择合适的细胞来有效治疗难以愈合的骨折做出了重要贡献。这里获得的关于这种组织特异性增强子特征的知识也可能有助于改进其他基于细胞的疗法，“萨尔茨堡PMU实验和临床细胞治疗研究所所长，该研究的共同资深作者Dirk Strunk教授说。

临床试验之路

需要进一步的开发步骤，将这种新方法转化为骨科和创伤手术中大骨缺损的可靠治疗选择。例如，由Sven Geissler和Dirk Strunk领导的研究人员现在希望进行测试，以了解软骨盘如何从基质细胞自动产生，以及外源性供体细胞是否也适合治疗。

否则，患者在收获自己的细胞后必须等待长达五周的时间，然后才能产生和植入软骨盘。然而，鉴于迄今为止取得的测试结果，有充分的理由感到乐观。