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    早在2000年，時(shí)任聯(lián)合國秘書(shū)長(cháng)Kofi Annan倡導，21世紀的第一個(gè)十年是“骨與關(guān)節的十年”，旨在推動(dòng)人們對骨與關(guān)節疾病，尤其是骨關(guān)節炎的認識與關(guān)注。據估計，到2020年，全球50歲以上老齡人口將比目前翻一番，其中50%的老人都受到骨關(guān)節炎（Osteoarthritis）的困擾。目前對骨關(guān)節炎治療最有效的方法是人工關(guān)節置換術(shù)。但是，因為感染性炎癥、磨損碎屑導致的慢性非感染性炎癥等原因，目前的人工關(guān)節壽命僅為10~15年。另外，由于人工關(guān)節假體不能隨著(zhù)宿主骨的變化而塑形，長(cháng)期使用后不能適應新骨的動(dòng)態(tài)變化，必然會(huì )導致松動(dòng)，這似乎是人工關(guān)節的死穴。對于那些年齡低于65歲，以及需要使用更長(cháng)時(shí)間的年輕患者來(lái)說(shuō)，這將意味著(zhù)他們不得不接受翻修手術(shù)，而翻修后的效果通常遠遜于首次植入。以上的種種問(wèn)題使人們需要尋找新的突破口，而組織再生技術(shù)則提供了一種新的視角。

    組織再生的通常手段是體外細胞輸送（cell delivery）。所謂細胞輸送，就是在體外培育足量的干細胞，然后通過(guò)直接注射或者粘附于基質(zhì)上的方式將其轉移到體內，以發(fā)揮修復組織的作用，猶如在人體境外訓練好細胞軍隊，然后空降到戰場(chǎng)一樣。雖然這種方法在很多領(lǐng)域都展示出了替代損壞的細胞組織的前景，但是在轉化成臨床治療手段時(shí)卻遭遇了許多障礙。比如，每一種組織都是有兩種甚至多種不同的干細胞分化而來(lái)，而實(shí)際上，我們在體外同時(shí)培育出兩種不同的干細胞形成緊密、有序的組織是很困難的。人們還不能在體外培養出結構完整的成熟組織。其他問(wèn)題還涉及從免疫排斥、抗原呈遞、潛在致癌性，到包裝、儲存、運輸環(huán)節，以及臨床使用和調控方法等一系列瓶頸。

    在Lancet雜志發(fā)表的《通過(guò)細胞歸巢實(shí)現兔子滑膜關(guān)節軟骨的再生：概念性研究的一項有力證據》一文中，美國Columbia大學(xué)醫學(xué)中心組織工程與再生醫學(xué)實(shí)驗室的Chang H Lee博士等人證明，通過(guò)體內細胞歸巢（cell homing）的方法就能完成兔子滑膜關(guān)節軟骨的再生過(guò)程，而不需要人工細胞輸送（cell delivery）。

    所謂細胞歸巢是指體內的細胞可以通過(guò)信號轉導、趨向性地遷移、粘附等方式，最終定位于特定靶組織的過(guò)程，就像人體內的細胞士兵接到命令后，自動(dòng)開(kāi)赴前線(xiàn)去作戰一樣。通過(guò)這種方式，Chang H Lee成功跨越了這些障礙，不僅為解決年輕患者關(guān)節置換壽命問(wèn)題帶來(lái)了曙光，也為干細胞和組織再生技術(shù)的臨床應用開(kāi)辟了全新的思路和前景。

    研究者選擇骨骼已完全發(fā)育成熟的兔子（骨骺已閉合）為實(shí)驗對象，用激光掃描來(lái)獲取兔子近端肱骨關(guān)節表面數據，并在計算機中重建其三維形態(tài)，然后用聚ε-己內酯（poly-ε-caprolactone）和羥基磷灰石（hydroxyapatite）復合物制造解剖上與之相符的生物支架（bioscaffold），并在支架中充填上含有TGFβ3（轉化生長(cháng)因子β3，一種具有促進(jìn)細胞粘附以及分化作用的細胞因子）或不含有TGFβ3的膠原水凝膠（hydrogel）。他們通過(guò)手術(shù)完全切除其近端肱骨頭的關(guān)節軟骨，然后為它們置換上含有或不含有TGFβ3的生物支架。在實(shí)驗第1~2周、3~4周、5~8周時(shí)分別評估兔子的運動(dòng)和負重情況。術(shù)后4個(gè)月時(shí)，手術(shù)取出再生的軟骨組織，用以評估表面裂痕、厚度、軟骨細胞數量、Ⅱ型膠原蛋白和蛋白多糖（aggrecan）的含量，以及其他機械性能。

    研究人員把兔子隨機分成3組，包括實(shí)驗組、對照組和空白組，所有兔子的近端肱骨頭軟骨都被完全切除。實(shí)驗組10只兔子，進(jìn)行了含TGFβ3的生物支架植入，對照組10只兔子接受了不含TGFβ3的生物支架物植入，空白組3只兔子進(jìn)行了肱骨頭切除術(shù)，而未植入生物支架。我們來(lái)看這一實(shí)驗的神奇結果：

    ①實(shí)驗組所有動(dòng)物術(shù)后3~4周即可開(kāi)始完全負重和運動(dòng)，比對照組運動(dòng)更加頻繁和持續，而空白組動(dòng)物則一直保持跛行狀態(tài)；

    ②術(shù)后4個(gè)月，含TGFβ3的實(shí)驗組假體支架物的關(guān)節面已被透明軟骨完全覆蓋，不含TGFβ3的對照組假體關(guān)節面僅有局部的軟骨形成，而在空白組則沒(méi)有軟骨形成；

    ③實(shí)驗組的再生軟骨與對照組相比，在Ⅱ型膠原蛋白以及蛋白多糖基質(zhì)中的軟骨細胞分布更加均勻一致，并且厚度更大（p=0.044），密度更高（p<0.0001），具有顯著(zhù)差異；

    ④實(shí)驗組軟骨的壓縮性能以及剪切性能與正常軟骨無(wú)顯著(zhù)差異，卻比對照組再生軟骨的表現明顯更好；

    ⑤所有的再生軟骨都是無(wú)血管的，其再生的軟骨下骨質(zhì)含有豐富的血管網(wǎng)，但實(shí)驗組再生軟骨中，通過(guò)TGFβ3歸巢的干細胞比對照組無(wú)TGFβ3而自動(dòng)歸巢的干細胞大約多130%。

    在隨后的討論中，作者談到，該實(shí)驗的結果表明：滑膜關(guān)節的透明軟骨可以通過(guò)細胞歸巢的方法來(lái)實(shí)現，同時(shí)兩種不同的組織（無(wú)血管的透明軟骨和血管豐富的軟骨下骨質(zhì)）都得到了再生，很好的解決了體外培養多種干細胞的問(wèn)題。他們進(jìn)一步的分離了再生軟骨和軟骨下骨質(zhì)中的細胞，并通過(guò)對蛋白表達的分析，認為這兩者的細胞來(lái)源是不同的。前者可能來(lái)源于滑膜干細胞或前體細胞，而后者來(lái)源于骨髓干細胞或前體細胞。作者還指出，本實(shí)驗的成功可能歸功于生物支架（bioscaffold）的多孔結構，其含有直徑200~400μm互相通連的微管單位，使得歸巢來(lái)的干細胞得以存活。

    研究者們正試圖用這種方法開(kāi)展治療骨性關(guān)節炎的臨床實(shí)驗。也許，在不久的將來(lái)，患者將獲得完好如初的關(guān)節軟骨，而不是壽命有限的人工關(guān)節。不僅如此，正如作者在文章最后所指出的那樣，既然關(guān)節軟骨如此難以修復的組織都可以再生，我們有理由相信，其它組織也可以通過(guò)細胞歸巢的方法實(shí)現，從而為創(chuàng )傷、骨壞死、骨腫瘤等患者帶來(lái)福音。