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人生小哲理幹細胞者說
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正文
生物材料，給幹細胞一個生長微環境。
水凝膠，是一類具有親水基團，能被水溶脹但不溶於水的具有三維網絡結構的聚合物。水凝膠在水中不溶解，有的能夠感知外界微小刺激（智能性水凝膠）。研究者們發現水凝膠除了能夠吸溼，還可以用於經皮給藥系統（或敷料）、幹細胞療法輔助劑、可溶解創可貼等等。
培養幹細胞的水凝膠含有促進幹細胞自我更新和分化的生物分子，可以模擬幹細胞的天然環境，為其提供富含蛋白和糖的細胞外基質。幹細胞粘附在細胞外基質上，自行組織成微型器官，比如視網膜、腎或腸。
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幹細胞+水凝膠，可修復失眠和腦損傷
加拿大多倫多大學研究人員開發出一種水凝膠生物材料，有助於保持細胞活性，也能使它們更好地結合成組織。兩項早期試驗顯示，運用這一材料能在一定程度上逆轉失明，並幫助中風動物恢復。相關論文發表在《Stem Cell Reports》上。
研究人員正在開發疾病或外傷性神經損傷的新療法，新成果是其中一部分。他們把幹細胞裝入一種水凝膠後移植到小鼠眼睛和腦中，發現能促進其恢復損壞的功能。水凝膠由兩種成分構成——甲基纖維素和透明質酸，前者能形成凝膠並把細胞聚在一起，後者則有助於細胞存活。
幹細胞在治療領域很有前景，有望培養替換用的組織和器官。雖然在實驗室培養幹細胞很容易，但要把它們移植到身體需要的地方，就會有很多問題。身體環境極為複雜，移植的幹細胞通常會死，或不能很好融入周圍組織。
水凝膠，當時只是作為一種泡狀包裹，在轉移和植入幹細胞過程中讓細胞聚在一起。而現在，水凝膠不僅能把細胞聚在一起，還能直接促進幹細胞存活並結合在一起，這讓幹細胞療法離現實更近。
在其中一項實驗中，研究人員用幹細胞培養了感光受體，把它們裝入水凝膠注射到失明小鼠的眼睛裡。隨著越來越多的細胞存活、生長在一起，小鼠在一定程度上恢復了視力。檢測顯示，它們的瞳孔反應恢復了約15%，眼睛開始能探測到光並有所反應。在另一項研究中，研究人員將幹細胞注入近期中風的小鼠腦中。幾周後，小鼠的運動協調性開始有所提高。
研究人員指出，水凝膠能在眼睛和大腦中促進細胞存活，就可能用於身體其他更多部位的細胞移植。水凝膠還有另一個優點，當它把細胞送到指定地點後，就會降解並在幾周內被身體吸收。
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MSCs微球+水凝膠，可促進傷口癒合
傷口癒合是一個涉及多種細胞類型和生物活性因子的複雜過程。然而，傷口的大小、位置和炎症反應都可能影響傷口癒合進程。與生物惰性敷料相比，重組生長因子如血小板衍生生長因子（PDGF）、表皮生長因子（EGF）和鹼性成纖維細胞生長因子（bFGF）的局部遞送可刺激肉芽組織和上皮形成，進而加速傷口癒合。
本文通過改變纖維蛋白水凝膠的物理特性，增加間充質幹細胞（MSCs）球體中VEGF和PGE2的產生和生物活性，從而促進傷口癒合。
相關資料：
[1] Engineering Fibrin Hydrogels to Promote the Wound Healing Potential of Mesenchymal Stem Cell Spheroids
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幹細胞外泌體+水凝膠，可促進軟骨關節再生
關節軟骨幾乎沒有先天自愈的再生能力是目前臨床治療中面臨的巨大挑戰，幹細胞衍生的外泌體（SC-Exos）是一種重要類型的細胞外納米泡，對於代替基於幹細胞的治療的軟骨再生顯示出巨大的潛力，然而目前還沒有有效的給藥方法能夠在軟骨缺損部位持久保留外泌體，並讓其有效發揮修復作用。不過，日前上海交通大學附屬第六人民醫院的汪泱研究員和華東理工大學的研究人員合作開發的光誘導亞胺交聯水凝膠膠或將改變這一現狀。
據悉，光誘導亞胺交聯水凝膠膠呈現出優良的操作能力、生物相容性和最重要的軟骨整合能力，可作為外泌體支架用作軟骨再生的無細胞組織補丁（EHG），研究發現 EHG 可以將外泌體保留在內部並在體外調節軟骨細胞和hBMSCs。此外，EHG 還可以與自身軟骨基質整合，促進細胞沉積在軟骨缺損部位，最終促進軟骨缺損的修復，研究人員表示，希望 EHG 組織補丁能提供一種新的無細胞支架材料用於幫助傷口修復。
相關資料：
[1] Mesenchymal stromal/stem cell-derived extracellular vesicles promote human cartilage regeneration in vitro.
[2] Integration of Stem Cell-Derived Exosomes with In Situ Hydrogel Glue as a Promising Tissue Patch for Articular Cartilage Regeneration
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MSCs+可注射膠原支架，可用於卵巢功能再生
智能型膠原支架猶如一個供幹細胞生長髮育的“溫床”。幹細胞和生長因子具有修復功能，但因其體積小，在豐富血流的作用下，很難作用於受損部位。因此，如何將注入到體內的幹細胞固定在需要它們的地方，成為一大難題。
中科院遺傳發育所再生醫學研究團隊負責人戴建武團隊研製出一種可以注射的智能型膠原支架材料，以水凝膠形式存在，在與幹細胞充分混合後注入患者卵巢內，形成一個供幹細胞生長髮育的“溫床”，以保證其僅限於卵巢內“活動”，解決了這一難題。
同時，MSCs 附著在膠原支架材料上，通過支架幫助幹細胞定植、分化，修復早衰的卵巢，使患者能夠重獲生育能力。並且，膠原支架在完成“任務”之後，通常持續數月左右就會自然降解，對人體無傷害。
在體外、臨床前研究基礎之上，項目通過國家衛計委備案後，此項研究從2015年7月到2016年7月入組14例POF患者，進行膠原/UC-MSCs或UC-MSCs移植治療POF患者的單中心隨機對照試驗（Clinical Trial 註冊號: NCT02644447）。
臨床研究結果顯示：膠原/UC-MSCs或UC-MSCs卵巢內移植可恢復POF女性的卵巢功能，包括降低FSH水平，提高雌激素濃度，部分改善卵巢內血流，促進卵泡活動。其中2例患者獲得自然妊娠。此外，所有移植的患者無不良反應發生，隨訪1年後各項生理指標正常。這些結果為幹細胞聯合醫用膠原移植治療POF打下堅實的基礎。
相關資料：
[1] Transplantation of UC-MSCs on collagen scaffold activates follicles in dormant ovaries of POF patients with long history of infertility. Sci China Life Sci 61
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