近日，附屬第九人民醫(yī)院整復(fù)外科李青峰教授團(tuán)隊(duì)在國際權(quán)威期刊《細(xì)胞》（《Cell》）子刊—《細(xì)胞報(bào)道醫(yī)學(xué)》（《Cell Reports Medicine》）發(fā)表了文章《內(nèi)源性生物工程化人體組織再生和修復(fù)》（《Bioengineered human tissue regeneration and repair using endogenous environment》），原創(chuàng)性提出了空間誘導(dǎo)再生（Space induced regeneration, SIR）這一新概念，發(fā)現(xiàn)人體骨膜組織具有空間誘導(dǎo)定向定型生成骨軟骨結(jié)構(gòu)性組織、器官的能力。

圖1. 《Cell》子刊—《Cell Reports Medicine》文章

研究組既往已在動(dòng)物模型中驗(yàn)證了該再生方式的有效性及安全性。進(jìn)而，該研究以指關(guān)節(jié)和耳廓重建為例，首次在人體內(nèi)不使用任何外源細(xì)胞、生物支架及細(xì)胞因子的前提下，完全利用人體自身的組織再生能力，新生出無免疫排斥的自體組織和器官的功能性結(jié)構(gòu)，并成功用于病人缺損部位的修復(fù)。傳統(tǒng)的組織工程技術(shù)對組織、器官構(gòu)建需要加入種子細(xì)胞、細(xì)胞支架以及生長因子三要素，并且涉及體外培養(yǎng)的過程，其中存在著生物安全性以及倫理方面的核心問題。而在本研究中，整個(gè)再生過程中無任何體外培養(yǎng)過程，均為自體再生組織，具有更高的安全性，且符合倫理要求，解決了目前組織、器官構(gòu)建與再生的核心難題。該研究也為其他組織的再生，特別是具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能的器官再造提供了可能性，對再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展有重要的理論意義和臨床價(jià)值。

文章通訊作者為李青峰、澳門科技大學(xué)張康以及美國拉希醫(yī)療中心Lifei Guo。第一作者魏皎、黃如林等。該研究將3D打印的特定關(guān)節(jié)形狀的“Chamber（再生模型）”植入體內(nèi)，利用空間誘導(dǎo)再生機(jī)制，在人體內(nèi)精準(zhǔn)地再生出與缺損的掌指關(guān)節(jié)形態(tài)及功能相匹配的關(guān)節(jié)頭，并將再生關(guān)節(jié)頭移植于病人的關(guān)節(jié)缺損部位進(jìn)行個(gè)性化的自體組織修復(fù)。

圖2. 指關(guān)節(jié)Chamber（再生模型）植入空間誘導(dǎo)再生微環(huán)境內(nèi)，再生掌指關(guān)節(jié)后重建缺損關(guān)節(jié)

研究組隨后將該修復(fù)策略用于治療5例單側(cè)小耳畸形患者，驗(yàn)證了該方法也可以用于重建解剖學(xué)上精確形狀的外耳軟骨結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了耳廓再造。經(jīng)過遠(yuǎn)期隨訪均獲得了滿意的臨床效果。

圖3 體內(nèi)空間誘導(dǎo)再生的耳廓形狀軟骨

研究組構(gòu)建相應(yīng)動(dòng)物模型，通過高通量測序和單細(xì)胞檢測技術(shù)探索了該空間誘導(dǎo)再生過程的分子機(jī)制，獲得了空間誘導(dǎo)再生過程發(fā)揮重要作用的信號通路（PI3K/AKT等），呈現(xiàn)了特定的CXCL8分子表達(dá)和細(xì)胞群變化。為空間誘導(dǎo)組織、器官再生的臨床應(yīng)用提供了依據(jù)。

圖4 單細(xì)胞測序檢測體內(nèi)再生過程中發(fā)揮重要作用的關(guān)鍵信號通路及因子