《Scientific Reports》：In vitro evaluation of a decellularized human fetal skin–derived scaffold repopulated with human amniotic fluid stem cells for potential application in myelomeningocele repair
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推薦：脊髓脊膜膨出（MMC）是嚴重的先天性神經管缺陷。本研究針對MMC修復需求，開發了一種基于脫細胞人胎兒皮膚細胞外基質（dECM）支架，并評估了人羊水干細胞（hAFSCs）在其上的附著和存活情況，成功構建了可用于MMC修復的體外組織模型，為未來細胞移植治療提供了新的可能。
在生命孕育的最初幾周，胚胎背側會形成一個名為神經管的結構，它是大腦和脊髓的“前身”。如果這個關鍵的“管道”未能完全閉合，一種嚴重的先天缺陷——脊髓脊膜膨出（Myelomeningocele, MMC）便會發生。作為中樞神經系統最常見的先天性缺陷之一，MMC意味著部分脊髓和神經暴露在外，羊水的沖擊和摩擦會導致進行性的神經損傷，給患兒帶來包括下肢癱瘓、大小便失禁、腦積水等一系列伴隨終生的嚴重殘疾，對家庭和社會是沉重的負擔。
傳統的治療是在出生后進行手術，但此時的神經損傷已不可逆轉。為了阻止宮內進行性損傷，胎兒期手術（宮內修復）應運而生，旨在盡早“蓋住”暴露的神經，保護其免受進一步傷害。然而，現有修復技術仍面臨挑戰，比如修復材料與胎兒組織整合不佳、缺乏促再生能力等。理想的組織“補丁”不僅需要提供物理保護，還應創造一個支持神經細胞存活、生長的微環境。正是在這一背景下，一項發表在《Scientific Reports》上的研究，巧妙地將胎兒手術中通常被廢棄的組織“變廢為寶”，探索了一種全新的聯合修復策略。
為了回答如何構建一種理想的、可用于未來MMC修復的活性組織工程補丁，研究人員主要運用了以下三個關鍵技術：1. 利用從MMC矯正手術中獲取的人胎兒皮膚，通過一套特定的脫細胞流程，制備出完全去除細胞成分、保留天然細胞外基質（Extracellular Matrix, ECM）結構和生物活性的脫細胞ECM（dECM）支架。2. 收集同一手術中的羊水，分離出具有多向分化潛能的人羊水干細胞（human Amniotic Fluid Stem Cells, hAFSCs）。3. 將hAFSCs接種到dECM支架上進行體外共培養，通過一系列細胞活力、附著和形態學分析，評估該復合體的可行性。
成功的支架制備與表征
研究人員首先建立并優化了人胎兒皮膚的脫細胞方案。結果表明，該方案能有效移除細胞成分和DNA，同時最大限度地保留了對于細胞附著和功能至關重要的ECM結構蛋白（如膠原蛋白和糖胺聚糖）以及關鍵的生物活性分子。所得到的dECM支架呈現出天然皮膚ECM特有的三維多孔結構，這為細胞提供了物理支撐和生長空間。
hAFSCs在dECM支架上的附著與活力
研究的關鍵一步是將hAFSCs接種到制備好的dECM支架上。細胞活力分析顯示，hAFSCs在支架上保持了很高的活性，表明支架材料具有良好的生物相容性，沒有細胞毒性。更重要的是，顯微鏡下觀察發現，hAFSCs能夠緊密地附著在dECM支架的纖維網絡上，并展現出良好的伸展形態，這表明細胞能夠識別并與支架中的ECM成分發生相互作用，從而成功“定居”下來。這證實了dECM支架能夠為hAFSCs提供一個支持其粘附、鋪展和存活的友好微環境。
構建體外組織模型的潛力
綜合上述結果，hAFSCs與dECM支架成功結合，形成了一個有活性的細胞-支架復合體。這個復合體不僅具備作為物理屏障的機械支撐潛力，其核心在于dECM提供了仿生的細胞外微環境，而hAFSCs作為具有再生潛能的細胞來源，二者結合為構建一個功能性的、可用于移植的“活體補丁”奠定了基礎。該研究在體外成功模擬了這種組織工程構建體的核心要素。
研究人員最終得出結論，從MMC矯正手術中間時獲取的人胎兒皮膚和人羊水，可以分別被加工成dECM支架和分離出hAFSCs，并且hAFSCs能夠在該自體來源的dECM支架上良好地附著和存活。這項研究的意義十分重大。首先，它提出了一種“利用術中廢棄組織進行自身修復”的創新型、潛在自體化的治療理念，避免了免疫排斥和倫理問題。其次，它首次在體外驗證了將hAFSCs與脫細胞人胎兒皮膚dECM支架結合用于MMC修復策略的可行性，為開發一種兼具機械保護和支持神經再生活性的先進療法提供了關鍵的實驗依據。雖然這仍處于體外研究階段，但這項概念驗證性研究為未來更復雜的體內研究和臨床轉化打開了一扇新的大門，指向了一種有可能改善MMC患兒神經功能預后的全新治療方向。
