多能干細(xì)胞是大自然的雙刃劍。因?yàn)樗鼈兛梢孕纬闪钊搜刍潄y的細(xì)胞類型和組織種類，它們是一種潛在寶貴的治療資源。然而，如果干細(xì)胞在機(jī)體內(nèi)開始失去控制進(jìn)行分化，相同的發(fā)育靈活性也可以導(dǎo)致稱作畸胎瘤（teratomas）的危險(xiǎn)腫瘤。

為了防止這種結(jié)果，研究人員必須在將細(xì)胞移植到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物或人體內(nèi)之前，并非很微妙地將它們推向最終的發(fā)育命運(yùn)。但是實(shí)驗(yàn)室之間這樣的做法存在很大的差異?，F(xiàn)在斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員利用在小鼠上完成的一個(gè)實(shí)驗(yàn)想出了一種方法，有可能跳過這一繁瑣的步驟，轉(zhuǎn)而主要依賴于身體內(nèi)的信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)干細(xì)胞的控制。

斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院Michael Longaker 博士說：“在我們能夠利用這些細(xì)胞之前，我們不得不沿著一條特異的發(fā)育途徑分化或是‘指導(dǎo)’它們。然而總是存在有一個(gè)疑問即我們?nèi)绾文茏龅竭@一點(diǎn)，在我們能夠利用這些細(xì)胞前我們不得不關(guān)閉多少發(fā)育之門。在這項(xiàng)研究中，我們發(fā)現(xiàn)，有了適當(dāng)?shù)沫h(huán)境信號(hào)，我們可以讓機(jī)體來完成這一工作。

Longaker相信通過消除細(xì)胞被迫分化過程中所需長時(shí)間的實(shí)驗(yàn)室操作，讓機(jī)體直接引導(dǎo)分化，有可能加速推動(dòng)美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)使用這種多能干細(xì)胞。

Longaker.說：“一旦我們確定機(jī)體中指導(dǎo)組織的關(guān)鍵蛋白和信號(hào)，當(dāng)使用這些干細(xì)胞時(shí)我們可以嘗試模擬它們。就如水的形狀是由它的容器所決定，細(xì)胞會(huì)對(duì)外部信號(hào)做出響應(yīng)。例如，在未來，如果你想替換一個(gè)衰竭的肝臟，你可以將細(xì)胞放置在一種可強(qiáng)有力促進(jìn)肝細(xì)胞分化支架或微環(huán)境中，并將接種細(xì)胞的支架植入到肝臟中讓它們?cè)谧罴训奈h(huán)境中分化?！?/SPAN>

在Longaker的個(gè)案中，研究人員感興趣的不是肝臟，而是骨形成。Longaker自身是一名兒科整形修復(fù)外科醫(yī)生，專攻顱面畸形?！跋胂笠幌?，能夠不用手術(shù)而是采用干細(xì)胞來治療需要路面骨骼修復(fù)的兒童和成人，”他說。

研究人員從麻醉實(shí)驗(yàn)小鼠的頭蓋骨除去4毫米圓骨——這一缺陷足夠大至阻礙骨內(nèi)源性干細(xì)胞的自然愈合性能。他們隨后在受損區(qū)域植入一個(gè)包被BMP-2蛋白的微小人工支架（過去的實(shí)驗(yàn)證實(shí)BMP-2可以刺激骨生長），每個(gè)支架上接種100萬個(gè)人類干細(xì)胞。他們隨后等待并觀察了數(shù)月骨骼的再生過程。

Longaker 說：“我們發(fā)現(xiàn)人類細(xì)胞形成了骨，修復(fù)了缺損。此外，作為自然翻轉(zhuǎn)過程的一部分，隨著時(shí)間推移干細(xì)胞生成的人類骨骼最終被小鼠骨骼所替代。因此生理上獲得了正常修復(fù)。

研究人員將這種再生歸因于骨損傷微環(huán)境和包被骨骼生長觸發(fā)分子的支架微環(huán)境相互連接。

研究人員測(cè)試了人類胚胎干細(xì)胞和人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）愈合這一缺損的能力。他們發(fā)現(xiàn)將iPS細(xì)胞接種到包含BMP-2的支架上可以在移植8周時(shí)間內(nèi)愈合超過96%的缺損。人類胚胎干細(xì)胞取得了相似的成功，在8周內(nèi)愈合了99%的缺損。

除了修復(fù)缺損，這一技術(shù)生成的危險(xiǎn)畸胎瘤也相對(duì)較少：研究的42只動(dòng)物只有兩只形成了腫瘤。相比之下在一種免疫缺陷動(dòng)物的腎表面下植入的兩種類型的干細(xì)胞輕易地形成了畸胎瘤。這是一種標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試證實(shí)干細(xì)胞的多能性潛力。

Longaker說：“要完全消除畸胎瘤形成我們?nèi)匀挥写罅康墓ぷ饕?。而我們受到了極大地鼓勵(lì)?！彼茰y(cè)將這一技術(shù)與其他策略相結(jié)合，也許納入其他的細(xì)胞類型作為分化干細(xì)胞的伴侶，有可能能最終克服這一問題。

Longaker 說“我想看看這一技術(shù)的應(yīng)用有多廣闊。我推測(cè)或許可以用于在關(guān)節(jié)鏡檢查過程中替換關(guān)節(jié)中受損的軟骨。軟骨無法自身愈合，因此或許你在可以檢測(cè)關(guān)節(jié)之時(shí)添加一些細(xì)胞，在這種微環(huán)境中形成替換組織。”