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    研究人員長(cháng)期以來(lái)都在試圖開(kāi)發(fā)一種能模擬胚胎誘導力的合成材料。近日，哈佛大學(xué)和波士頓兒童醫院的研究人員開(kāi)發(fā)了一種能幫助機體修復甚至替換損傷組織（例如牙齒和骨頭）的合成材料。這一材料具有收縮能力，并與機體組織具有親和力。因而，將包含間充質(zhì)細胞的該材料植入機體，能在機體所需修復位置收縮，促使間充質(zhì)細胞濃縮并發(fā)揮誘導細胞分化作用。該研究成果于2月18日在線(xiàn)發(fā)表在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）期刊上。
 

    胚胎組織具有啟動(dòng)細胞或組織定向分化和形成器官的能力。研究人員常借助生物分子又叫生長(cháng)因子來(lái)**細胞或組織生長(cháng)，基因激活化學(xué)物質(zhì)促使細胞或組織分化，利用機械力調控細胞對其他因子的響應。目前為止，研究人員想要在實(shí)驗室中構建器官依賴(lài)兩種策略，生長(cháng)因子和基因激活化學(xué)物，然而還未成功制造出復雜的三維組織。幾年前，波士頓兒童醫院和哈佛醫學(xué)院的研究人員研究發(fā)現胚胎間充質(zhì)干細胞凝結物能促使形成多種器官，包括牙齒、軟骨、骨頭、肌肉、肌腱和腎。研究人員檢查從胚胎小鼠的咽部分離的組織發(fā)現，當間充質(zhì)干細胞被擠壓時(shí)將激活基因并形成牙齒成分，包括牙實(shí)質(zhì)和牙釉質(zhì)。在干細胞誘導機制的啟發(fā)下，研究人員著(zhù)手制造一種組織親和材料來(lái)幫助形成人工牙齒。研究人員想到了一種具有滲透力的海綿樣凝膠物，這一物質(zhì)能夠浸透間充質(zhì)細胞，一旦將這一物質(zhì)植入體內，將誘導其中的收縮，進(jìn)而發(fā)揮胚胎間充質(zhì)干細胞凝結物的功能。

    為了開(kāi)發(fā)這一材料，研究人員通過(guò)化學(xué)修飾一種特殊的凝膠形成物——PNIPAAm，這一物質(zhì)常被用來(lái)遞送藥物。這種膠狀物具有一種非常規的功能：當溫度升高時(shí)，會(huì )突然收縮。經(jīng)過(guò)一年多的改進(jìn)，研究人員修飾PNIPAAm并測試這一材料，最終開(kāi)發(fā)了一種組織友好的膠狀物并具有兩個(gè)特點(diǎn)，細胞能粘在里面，而且當達到體溫的溫度水平，這種材料還能收縮。研究人員測試結果發(fā)現，在37°時(shí)，這一凝膠15分鐘內收縮，里面的細胞聚集并濃縮，緊緊地擠在一起。為了監測這一收縮凝膠能否繼續在體內發(fā)揮作用，研究人員將這一凝膠植入小鼠腎膠囊的下方，這些細胞表達了牙齒形成基因，正如機體間充質(zhì)細胞形成牙齒的過(guò)程。

    間充質(zhì)干細胞凝結物有兩個(gè)相鄰層，松散包裝在組織連接細胞的間質(zhì)和稱(chēng)之為上皮細胞薄壁組織。在胚胎中，間充質(zhì)細胞不能單獨構建牙齒，他們需要聯(lián)合那些形成上皮的細胞一起工作。今后，研究人員計劃測試這一可收縮凝膠是否能**這兩層組織一起工作進(jìn)而形成具有完整功能的牙齒。另外，研究人員也表示還存在其他問(wèn)題，當溫度低的時(shí)候，細胞存活，一旦發(fā)生以上過(guò)程，細胞活性下降甚至死亡。