Combination of newly designed chamber and cyclic stretch with ipSC-MSCs could produce bio-tendons

(a) GFp-ipSC-MSCs和Mkx-ipSC-MSCs生成的生物肌腱比较。(b) GFp-生物肌腱和Mkx -生物肌腱的表层SEM图像。

东京医学和牙科(TMDU)的研究人员利用人类干细胞在体外开发出人造肌腱，可以修复跟腱断裂等常见肌腱损伤。

肌腱是连接肌肉和骨骼的组织，对运动和运动很重要。肌腱受伤很常见，全世界有数百万人——尤其是运动员——受到影响，通常需要数月才能恢复，这严重影响了生活质量。此外，尽管存在许多治疗方案，但没有一种是完美的治愈方法，许多会导致疼痛、免疫原性或长期治疗失败。因此，需要一种新的肌腱修复治疗策略。

在2022年1月发表在《组织工程杂志》(Journal of Tissue Engineering)上的一项研究中，东京医学和牙科大学(TMDU)的研究人员成功地诱导人类干细胞创造了模仿肌腱特性的人造肌腱状组织，并在小鼠肌腱断裂模型中显著改进了肌腱重建。

人类诱导多能干细胞(简称hipSCs)是一种特殊的干细胞，可以从任何成年细胞中获得，也可以分化成任何特定的细胞类型。“使用hipSCs和莫霍克(Mohawk, Mkx)，我们可以生产人工肌腱组织。该研究的主要作者Tsutsumi Hiroki解释道。莫霍克是一种转录因子，促进参与肌腱形成的基因表达，从而驱动干细胞分化为肌腱细胞。这些表达莫霍克基因的干细胞随后被放入一个专门的3D培养系统中，在细胞生长的过程中对其施加机械力。这模拟了肌腱发育的条件，并增强了细胞排列和组织，使它们能够创建类似肌腱的组织。

接着，研究小组在肌腱断裂的小鼠模型上测试了人造肌腱。结果令人兴奋。植入6周后，人造肌腱具有与正常小鼠肌腱相似的力学性能。此外，植入的肌腱样组织能够从宿主招募和调动肌腱细胞，从而进一步参与修复过程。这证实了组织的良好整合。

“我们证明，来自人类诱导多能干细胞的生物肌腱与正常肌腱具有相似的机械和生物特性，在小鼠模型移植手术后可以相对较快地完全整合，使其成为肌腱损伤临床应用的一个有吸引力的策略。临床转化的下一步将是在大型动物模型上测试它们，以评估它们作为生物材料的更大规模的能力。”该研究的主要作者Hiroshi Asahara总结道。这些有希望的结果表明，一种新的医疗策略肌腱修复可能在未来的临床可用。

“Generation of a tendon-like tissue from human ipS cells,” was published in the Journal of Tissue Engineering at doi.org/10.1177/20417314221074018