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非编码RNA助力组织工程新发展

发布时间:2019-03-23 15:53:59

■本报 陆琦

很久以来,人们一直梦想人体的组织、器官能像机器的零件一样,可以在工厂内大批量生产,一旦体内的组织、器官出现问题,可以用“新的零件”更换。

“组织工程的提出、建立和发展,为实现这一梦想提供了可能。”中国工程院院士顾晓松近日接受《中国科学报》采访时表示,组织工程是生物医学日益发展的研究领域,它结合工程学和生命科学的基本原理,具有广阔的应用前景。

简单而言,组织工程是通过生物相容性材料提供支架,活细胞作为种子细胞附着在支架材料上发挥功能,去构建一个仿生的组织样结构,修复受损的组织和器官,帮助其恢复功能。

顾晓松表示,目前组织工程已经遍布全身的众多器官,例如脑、神经、肝脏、骨骼、血管、皮肤、肌肉、耳朵等,通过组织工程器官为临床病人提供治疗,有效地缓解了器官移植中器官缺乏的问题。

种子细胞是组织工程的前提和基础。南通大学教授李石营告诉《中国科学报》,非编码RNA(ncRNA)可以通过调控种子细胞的表型,例如改变细胞活性、诱导干细胞的分化和重编程、影响内源或种子细胞的命运等,从而调控再生微环境,影响再生微环境的重建,与生物材料一起诱导体内组织的再生。

“ncRNA在组织工程的应用具有诱人的前景。”李石营说。

顾晓松进一步解释说,

非编码RNA助力组织工程新发展

组织工程的种子细胞一般是终末分化细胞或具有分化潜能的各类干细胞,大分子的转染都不太容易执行,而作为小分子的ncRNA则相对容易进入细胞内发挥作用,另外ncRNA,例如miRNA往往可以调控一些具有相似功能的靶基因,从而增强调控作用的效果。

尽管miRNA的应用尤其在组织工程中的应用才刚刚开始,但越来越多的科学家已经认识到它们潜在的应用价值。比如,许多癌症等疾病有特异miRNA的异常表达,因此一些miRNA可以作为这些疾病的特异标志物,通过检测血液或组织里的miRNA的量来判断疾病和预后,还有众多的miRNA治疗肿瘤等相关疾病的报道,它们可以调控肿瘤的发生、转移和治疗。

不过,两位专家坦言,ncRNA在组织工程和再生医学上的应用也存在着巨大的挑战和风险。例如,miRNA可以同时靶向多个靶基因是一个优势,但这也导致了miRNA精确靶向变得模糊不清,因此,在临床应用中,miRNA的多种效应需要被谨慎地考虑,否则将影响预期的效果,也可能产生新的有待解决的问题。

“ncRNA在组织工程应用方面的研究尚处于起步阶段,但以ncRNA为基础的治疗方法正在迅速发展,随着ncRNA生物学作用和各类调控功能的进一步阐明,以及能够把ncRNA安全递送到种子细胞中,我们有理由相信,在不久的将来,ncRNA在组织工程和再生医学中的应用将陆续出现,分子组织工程将以一个新的姿态展现它的魅力。”顾晓松表示,为了实现这些目标,需要来自包括医学、生物学和工程学等不同研究领域的专家密切合作。

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