在《第五元素》、《魔鬼终结者2》等科幻片中，未来人或机器人即使粉身碎骨，也能以一片残肢、一块骨头复原成人形。其实科幻离我们并不遥远，上海科学家已经首先做到了用基因复制造骨。
记者昨天从上海第二医科大学骨与关节研究中心获悉，该校戴戎院士的研究组成功地攻克了国际公认的骨科难题：在羊的大腿骨上切去一段2.6厘米长的骨头，再将人工合成的一段新骨天衣无缝地接在了缺口处。更有趣的是，这段骨头竟然是从脂肪里提取干细胞而“种”出来的！
骨移植不再拆东补西
据介绍，骨骼生长和愈合的能力是极其有限的，如果大骨折造成大段骨缺损、骨肿瘤，骨头无法自我修复，就会生生缺少一块。缺了就要想办法补，传统的办法无非是“拆东墙补西墙”，要么从病人自己身体上拆一块，要么从别人身上“借”一块。但自己身上来源有限，而“借”骨可能会出现免疫排斥、传播疾病。据统计，全国每年有上百万骨缺损和骨创伤病人，其中约10万例需要进行骨移植，骨缺损成了骨科治疗的一大难题。
进入新世纪，能不能用先进技术人工创造骨头？二医大戴戎、汤亭亭、李慧武等研究人员找到了妙方：组织工程技术能制造人体组织甚至器官，基因工程技术能控制和改变细胞特性，把生命科学的“左右手”捏合起来，便创造了可能。据戴戎介绍，虽然如今许多人体器官都能“造”了，但其实并不具备真正的功能，再造复杂的人体器官还有很长的路要走。但正因为骨和软骨相对单纯，使得骨再生成了最可能先被攻克的人造器官难题。
造骨就像种花种瓜
戴戎说，造骨的原理其实和种花、种瓜差不多。首先要有种子，干细胞就是培育各种细胞的“种子”。这种不成熟的原始细胞通过组织工程技术繁殖，并加入有导向作用的生长因子，就能长成各种人体组织结构。处于“成年”状态的骨细胞生长能力弱，可以用干细胞培育“年轻”的骨细胞。而控制干细胞成长为骨细胞的因子就是BMP2（骨形态发生蛋白），它好比干细胞的“导师”，但科学家们都没有真正利用好BMP2。
戴戎的课题组成功地运用BMP2控制干细胞，使其演变为骨细胞，仅用了一年多时间就完成了三年才能完成的一系列实验。他们先将“成长导师”BMP2的基因引入干细胞，使大量繁殖出的细胞同时具有分泌BMP2的功能，这些细胞便成了“定向种子”。
然后就可以“种骨头”了。众所周知，种丝瓜等藤蔓植物需要搭起支架，让藤和茎沿着架子长，“种骨头”也要支架。医学家用的支架是通过新材料技术制成的网状结构，内部构造好像方便面一般。缺哪一段骨头，就依照骨的外形做一段支架，支架具备力学特性，能支撑种子细胞粘附在上面，长成骨头。把培育出的新骨头植入动物或人体内，原来的网状支架还会在体内降解消失。
摸对了路，研究组的实验就越做越顺，一年多时间里，他们先后在裸鼠（无免疫能力的小鼠）、大鼠、兔子身上完成了实验，最后攻克了学界公认的难题———修复大动物负重骨（小腿骨）的节段性缺损。他们成功地培育出了2.6厘米长的羊胫骨干骨，这段骨头在原来的缺口处愈合得稳稳当当，好像自己长出来的一样。上海生命科技重大专项“Adv-BMP2基因治疗骨缺损”很快通过了市科委的鉴定，并获得了3项国家发明专利。
脂肪里培育出骨种子
由于动物实验很成功，戴戎的团队又开始探索更便利的造骨方法。传统的干细胞提取途径是抽取人的骨髓，日前，他们成功地从人体脂肪中抽取出干细胞，变废为宝，培育出了骨细胞“种子”，“种子”的生长速度还非常快。
据介绍，平均每1克脂肪细胞组织中可以提取5万个～10万个干细胞，2天～3天细胞数就能翻番。使用数克脂肪，经过一两周的培养，就能得到千万个“种子”。放在支架上培养，只要一两周就能进行移植了。植入后，骨细胞会持续分泌BMP2生长因子，但3周～4周后便会停止，再也不会乱长。前后总共三四周时间，人工造骨更方便了。
日前，二医大和法国滨海大学联合建立中法细胞治疗与生物材料研究中心，法国学者的加盟将加速研究的进程，双方在联合培养研究生的同时，将通力合作，拓展骨再生的研究范围。据戴戎透露，他们正全力研制“细胞-支架反应器”，它犹如一个“移动式造骨工厂”，能事先培育好各种规格的骨头，今后病人如需要修补骨头，直接在“工厂”内制造并“提货”就行。戴戎表示，目前的进展已为临床服务于骨疾病患者奠定了基础，只要进一步确认安全性并获得国家审核批准，就能开始临床试验，人类治疗骨科疾病将因此获得有力武器。
来源：新闻晚报
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