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据物理学家组织网10月30日报道，美国杜克大学医学院的研究团队利用诱导多能干细胞（iPSCs）在小鼠实验中成功培育出软骨组织，这一成果有望用于组织修复、软骨损伤及骨关节炎等疾病的研究。研究人员认为，iPSCs有望成为患者特异性人造软骨组织的来源。相关论文于10月29日在线发表于《美国国家科学院院刊》。

论文作者、杜克大学医学院整形外科手术教授法希德·盖拉克介绍，iPSCs技术能够将成熟体细胞重编程为具有胚胎干细胞特性的细胞，实现无限增殖并分化为任意类型的组织。他说：“我们成功诱导iPSCs发育成软骨，而软骨本身缺乏再生能力。”

由于iPSCs具有多能性，实验中需要克服一个关键难题：确保其分化为均一的软骨细胞，能够产生胶原蛋白并维持软骨结构，同时排除其他类型细胞的形成。为此，研究人员从成年小鼠的成纤维细胞中获取iPSCs，使用生长因子处理并诱导其向软骨细胞分化。他们还构建了表达绿色荧光蛋白的软骨细胞报告系统：一旦iPSCs成功分化为软骨细胞，细胞会发出绿色荧光，从而便于筛选。这些特制细胞能够产生胶原蛋白等软骨基质成分，并表现出天然软骨的硬度，表明其在修复软骨缺损方面具有潜力。

关节软骨是关节中的减震组织，对日常活动如行走、爬楼梯和跳跃至关重要。然而，长期磨损和创伤会降低其保护功能，并可能发展为骨关节炎。由于关节软骨的自我修复能力极差，骨损伤和骨关节炎是老年人致残的主要原因，严重时甚至需要关节置换。

研究人员表示，下一步将利用人类iPSCs培育软骨。“目前骨关节炎尚无治愈方法，也没有有效阻止软骨耗损的治疗手段，”盖拉克说，“除了细胞治疗，iPSCs技术还可为患者提供个体化的细胞和组织模型，用于筛选治疗骨关节炎的药物。”