国家自然科学基金：生物医药研究获突破，本文主要内容关键词为：生物医药论文,国家自然科学基金论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1、利用胚胎干细胞构建新药筛选模型
国家自然科学基金项目——《药物介导胚胎干细胞体外定向分化的干预效应研究》近日在 杭州取得重大突破。科学家们通过药物诱导的方式，目前已成功地将胚胎干细胞体外定向分 化成博动的心肌细胞，并在此基础上首次利用胚胎干细胞成功地构建了新药筛选模型。
胚胎中的全能干细胞具有体外不分化的无限增殖能力，当处于合适的培养条件下，可定向 分化形成多种细胞类型。以浙江大学药学院副院长楼宜嘉教授为首的课题组通过生物因子的 作用和药物的诱导，从小鼠胚胎的全能干细胞中提取出了成熟的多能干细胞，并成功地定向 分化成了自主跳动的单一心肌细胞。
楼宜嘉教授介绍说，从胚胎多能干细胞定向分化单一的心肌细胞大约需要12天。研究小组 最早于1月8日在500倍的显微镜下发现了第一个有节律跳动的心肌细胞团。到目前为止，他 们 已在实验室中先后两次成功地培养出了总共30个自主跳动的单一心肌细胞团，分化成功率 已高达80%。实验室观察表明，这些细胞团均具有正常心肌细胞的自律性、应激性和兴奋性 。 据介绍，在成功分化出心肌细胞的基础上，课题组将于近期开始定向分化单一的神经细胞和 胰岛细胞的工作。
这位从事“药物对人体细胞的影响”研究已达10余年的博士生导师说，这一成果的重大意 义还在于：单一细胞的形成过程重现了胚胎细胞发育过程的全部生物信息，反映人类疾病 的发生机制和发展过程，并提供了药物作用的重要靶点，从而在世界上首次利用胚胎干细胞 成 功地创建了一个新药的筛选模型。该筛选模型可在基因层面上对新药的疗效、作用机理和安 全性进行快速安全的鉴定，并对于发现和研制治疗新药具有积极意义。
据介绍，心血管疾病、糖尿病、癌症、帕金森症等目前严重困扰人类生存健康的疾病均是 由 细胞的异化和分化造成的。该新药筛选模型的建立，为人类从基因层面上破解这些绝症的成 因，并找到应对的有效方法创造了条件。
2、利用生物陶瓷修复大动物软骨缺损
军事医学科学院组织工程中心的研究人员，最近应用多孔生物陶瓷为支架，以骨髓间充质 干细胞为种子细胞，应用培育出的组织工程化软骨，成功修复了羊关节软骨缺损，使瘸腿山 羊重新活动自如。
这是我国科学工作者首次在具有免疫力的大动物体内，应用多孔陶瓷组织工程化人工软骨 修复关节软骨缺损，该研究成果已经达到国际先进水平，这意味着我国在软骨组织工程研究 领域取得了突破性进展。
据军事医学科学院王常勇副研究员介绍，此项研究首先需要抽取羊身上的自体骨髓组织， 体外进一步分离、培养具有多项分化潜能的间充质干细胞，然后使这些细胞在特定的分化条 件 下，分化成软骨细胞，将这些细胞收集起来，接种到一种预制成圆柱状、可完全降解的多孔 生物陶瓷支架上，使细胞与支架材料复合后形成复合体。最后，在体外培育一段时间后， 以外科手术的方法植入到羊自体肱骨关节软骨圆形缺损处。
研究人员在术后进行了24周观察，发现原先植入到体内的多孔陶瓷已经逐渐降解消失，取 而代之是移植细胞在材料孔洞内产生的新生组织，从而使羊关节软骨缺损得到了完美修复。 王常勇说，实验证明这种组织工程技术复制的关节软骨具有正常关节软骨组织相同的组织学 特征和结构，能够与周围原有的关节软骨融为一体，并具有较高的生物力学强度。
据了解，尽管目前国内外在软骨组织工程研究领域已取得突破性进展，有望在近年内开发 出可进入临床应用的软骨组织工程产品，但仍面临着一些挑战有待克服。例如，目前国内外 所普遍选用的细胞支架材料存在着生物相容性、机械强度和体内应用局部易出现酸性产物蓄 积等问题，正因如此，能否选择适宜的细胞支架材料已经成为研制软骨组织工程产品的关键 性制约因素。
王常勇副研究员与法国地中海大学卢建熙教授合作，选用卢建熙教授研制的三维多孔生物 陶瓷作为细胞的支架材料，该类材料与目前常用的细胞支架相比，不仅具有体内可完全降解 特 性和良好的细胞相容性，而且还能够对该类材料的微孔结构进行精确控制，使其完全符合细 胞在材料内进行生长代谢的需求。
据了解，这项研究得到国家高技术863项目、国家自然科学基金项目以及北京市“二四八” 工程重大创新项目的支持。王常勇说，应用以这种多孔陶瓷为支架再造的组织工程化软骨修 复羊关节软骨缺损获得成功，表明我国已经掌握了制备组织工程化人工软骨的关键技术，进 一步深入研究有望在近年内开发出进入临床应用的软骨组织工程产品。