再生医学

再生医学，应用开发的治疗方法来替代组织损伤的:受伤或疾病的这些治疗可能涉及使用生化技术来诱导组织再生直接在损伤部位或移植技术的运用有区别的细胞或干细胞单独或作为生物人造组织的一部分。生物人造组织是通过将细胞植入天然的或仿生支架（看到组织工程)．天然支架是全部细胞外基质(ECMs)的脱细胞组织或器官．相比之下，仿生支架可以由天然材料组成，如胶原蛋白或蛋白聚糖(蛋白质用长长的链条碳水化合物)，或由人造材料建造，例如金属，陶瓷,或聚酯聚合物。用于移植和生物人工组织的细胞几乎都是自体的，以避免患者的排斥反应免疫系统．异基因(非自体)细胞的使用有很高的风险免疫排斥反应，因此需要供体和受体之间的组织匹配，并涉及到免疫抑制的管理药物．

细胞和生物人工组织移植

各种自、异基因细胞及生物人工已经进行了组织移植。使用分化细胞进行自体移植的例子包括输血用病人自己冷冻的东西血以及关节的修复软骨的膝盖与患者自己的关节软骨细胞(软骨细胞)，已在体外扩大(数量放大使用细胞培养实验室中的技术)。为自体移植而产生的组织的一个例子是人类下颌骨(下)下巴)．功能性生物人工下颌骨是由人工人工下颌骨植入自体基因制成的骨髓单元格到钛装有牛骨基质，一种细胞外基质，已被证明有价值的再生医学因其具有促进细胞黏附和可移植增殖的能力骨组织。功能性生物人工膀胱也已成功植入患者体内。生物人造膀胱是通过种植可生物降解的聚酯支架与自体尿上皮细胞和光滑肌肉细胞。

另一个成功用于自体移植的组织例子是生物人工支气管，它是用来替代受支气管疾病影响的患者的受损组织肺结核．生物人工支气管是由取自供体尸体的支气管组织切片的ECM支架构建的。有区别的从患者身上分离的上皮细胞和从患者骨髓中采集的间充质干细胞中提取的软骨细胞被植入支架上。

异基因细胞和生物人工组织移植的临床实例很少。最常见的两种异体移植是血型-匹配输血和骨髓移植．异基因骨髓移植常在高剂量后进行化疗，这是用来破坏所有的细胞在造血系统，以确保所有癌症-导致细胞被杀死。(造血系统包含在骨髓内，负责产生血液和免疫系统的所有细胞。)这种类型的骨髓移植有很高的患病风险移植物抗宿主病在这种情况下，捐赠者的骨髓细胞会攻击接受者的组织。另一种类型同种异体移植涉及到朗格汉斯岛，其中包含胰岛素产生身体的细胞。这种类型的组织可以移植尸体对患有糖尿病，但收件人要求免疫抑制治疗才能生存。

在瘫痪小鼠、猪和非人灵长类动物身上进行的细胞移植实验证明了这一点雪旺细胞(髓鞘产生隔离神经的细胞轴突)注射到急性伤员脊髓这些组织可以恢复大约70%的功能能力，从而部分逆转麻痹．

再生利用干细胞

对实验动物的研究旨在了解如何利用自体或异基因成体干细胞再生人类受损的心血管、神经和肌肉骨骼组织。在成人干细胞中，在这一领域显示出希望的是卫星细胞骨骼肌动物和人类中的纤维。当将卫星细胞注射到患有营养不良症(一种以肌肉组织进行性退化为特征的疾病)的小鼠体内时，卫星细胞会刺激正常肌肉纤维的再生。小鼠溃疡性结肠炎成功地治疗肠类器官(器官样组织)从成人干细胞大肠．当被引入结肠时，类器官附着在受损的组织上，并产生了看起来正常的肠内膜。

然而，在许多情况下，成体干细胞，如卫星细胞，不容易从它们的原生组织中获得，而且很难文化在实验室里。相比之下,胚胎干细胞(ESCs)可以收获一次培养下去。此外，ESCs是多功能的，这意味着它们可以被定向区分这使它们成为再生医学的理想细胞来源。

对动物ESC衍生物的研究表明，这些细胞能够再生中枢组织神经系统，心，骨骼肌，和胰腺．在动物模型中使用的人类ESCs衍生物也产生了类似的结果。例如，心脏干细胞心脏衰竭患者被改造成表达一种促进细胞存活和增殖的蛋白质(Pim-1)。当这些细胞被注射到经历过心肌梗死（心脏病)，细胞被发现增强受伤人员的修复心肌组织。同样，来自人类ESCs的心肌细胞(心肌细胞)改善了豚鼠受伤心肌组织的功能。

人类ESCs的衍生物可能在人类身上产生类似的结果，尽管这些细胞尚未在临床上使用，并且可能受到受体的免疫排斥。2007年，成人体细胞(如皮肤和肝细胞)可以转化为ESCs的发现绕开了免疫排斥的问题。这是通过用携带病毒的载体转染(感染)成体细胞来完成的基因编码转录因子蛋白质能够将成年细胞重新编程为多能干细胞的。这些因素的例子包括Oct-4(八聚体4)、Sox-2(性别决定区域Y框2)、Klf-4(克虏伯样因子4)和Nanog。重新编程的成年细胞，被称为诱导多能干细胞，是细胞移植和生物人工组织构建的潜在自基因来源。这种细胞已经从患有肌萎缩性侧索硬化症(ALS)和阿尔茨海默病并被用作人类模型，用于探索疾病机制和筛选潜在的新药。在一个这样的模型中，来自人类iPS细胞的神经元被证明能促进脑损伤的恢复中风在另一项研究中，成功地从人类iPS细胞中提取了心肌细胞集成在注射到大鼠心脏后注入受损的心脏组织。这些成功表明iPS细胞可以作为组织再生或生物人工组织构建的细胞来源。