本次审查的范围和目的
这篇“年度回顾”文章的目的是识别和叙述组织工程和再生医学（TERM）这一广泛学科中的重要近期事件。这建立在Michael Lysaght博士建立的基础上，他的数据驱动出版物首次定义了我们的领域及其早期的挑战和机遇，为我们确定了“开始的结束”发生的时间，并详细描述了我们翻译和商业抱负的起起伏伏。1–5在构建这篇综述时，我们问的一些问题是“什么构成了TERM领域？”和“如何写一篇既能捕捉到今天的事件又能预示明天的事件的综述？”此外，由于综述比比皆是，我们希望写一篇能够增加文献而不是复制文献的综述。事实上，我们从一开始就认识到，从定义上讲，我们受到自己狭隘的世界观和专业化的限制（两位作者都是整形外科倾向的组织工程师），这可能会限制我们捕捉（并随后详细描述）领域难以置信的多样性的能力。
为了回答这些问题并掌握TERM领域的广度，我们从一个客观前提开始。具体而言，我们开发了一个框架来识别TERM领域中发生的“变革事件”（即出版物）。如下文所述，这一领域的出版物数量之多是压倒性的，往往很难将“小麦与谷壳”区分开来，尤其是那些不属于自己专业领域的出版物。当然，有一些关键信号可能表明发生了重大事件，例如，在高影响因子期刊上发表和/或在印刷媒体上传播——通常，我们领域最有影响力的出版物来自最初的术语汤，没有太多的宣传，但很快被该领域视为一条新的前进道路。为了建立客观的指标来确定这些重要贡献，我们首先收集了有关TERM出版物历史的数字数据，并从中确定了具体的标准，这些标准可以为任何作品的“影响轨迹”提供早期阅读，甚至在其最初出版后不久。然后，我们将这些指标应用于过去几年的文献，并使用此分析的结果来定义和填充这篇综述文章的内容。我们的分析方法将在下一节中详细介绍，然后将我们确定的内容解析为特定类别，并根据正在进行的工作进行审查。
审查方法
进行这项审查的第一个挑战是TERM领域近期出版物的数量之多。“组织工程”和“再生医学”这两个术语的起源在本杂志之前已经讨论过，1前者在20世纪80年代中后期成为通用术语，后者在21世纪之交左右获得发展势头。自定义以来，TERM字段已大幅增长。在常用数据库中简单搜索“组织工程”或“再生医学”（Scopus®; 爱思唯尔（Elsevier）公布了迄今为止超过40000条点击率，28000多篇原创文章和6000多篇评论文章。TERM文章数量继续增加()2010年发表了近4000篇原创文章，而十年前只有360篇。这在一定程度上可以归因于同一通用术语的使用越来越多，尤其是最近的“再生医学”。毫无疑问，我们的领域正在扩大，并在生物医学科学领域取得了更大的成就。更重要的是，这使得对该领域进行暴力审查成为不可能。
这给我们带来了第二个挑战，即如何客观地决定将哪些最近的文章纳入本次审查。衡量一篇文章影响的最客观标准（在我们的非客观观点中）是它被引用的次数。然而，每一篇有影响力的文章都必须由该领域阅读、消化并激发新的实验（并可能获得所述实验的资金），然后需要完成并出版。这个过程产生了1-3年的“引文滞后时间”。能够更直接地感受文章影响的指标包括期刊的影响因素、领域内的“热议”、在线浏览量或下载量、新闻稿或报纸/期刊故事，但缺乏客观性。
鉴于文献的丰富性和客观指标评估影响的必要性，我们面临的挑战是制定一个框架来组织TERM领域的最新进展。为此，我们首先检查了前几年有影响力的文章，以确定这些文章中是否存在早期的共同趋势。我们将最初的TERM搜索限制为原始文章（不包括评论），并根据引用次数组织这些文章。研究TERM领域被引用最多的20篇文章(),6–25一些趋势变得清晰起来。首先，早期（2年内）大量引用通常表明该文章在以后（5年）也会产生影响。一个典型的例子是Zuk的文章等。7发布于组织工程2001年，首次描述了脂肪源性祖细胞的分离和表征。第二，在出版年份，由于年初或年末发表的文章，存在很大的差异(). 出版后1-2年，这种可变性急剧下降。因此，尽管早期引文数量差异很大，但对于有影响力的文章，引文数量趋于一致。然而，这意味着2012年可能会有影响深远的文章发表，目前我们无法孤立这些文章。因此，我们扩大了我们的审查范围，将2010年和2011年包括在内，因为我们认为我们可以在这个更广阔的时间框架内，使用引用作为一种客观的衡量标准，更好地识别关键出版物。
前20名TERM出版物每年出版后的引用次数（占当年TERM文章总数的百分比）。数据以方框图和胡须图的形式呈现，具有中位数、四分位范围和最小/最大值（兰格和瓦坎蒂6排除为异常值）。
表1。
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| 发表后引文[数量（TERM文章的%）]
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| | 作者 | 标题 | 年份 | 日记账 | 总计 | 在Y0中 | 在Y1中 | 在Y2中 | 在Y5中 |
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| 1 | Langer，R.和Vacanti，J.P。 | 组织工程 | 1993 | 科学类 | 4029 | 不适用（不适用） | 不适用（不适用） | 不适用（不适用） | 64 (220.7) |
| 2 | 祖克，P.A。，等。 | 人类脂肪组织中的多系细胞：细胞治疗的意义 | 2001 | 组织工程 | 2206 | 10 (2.0) | 51（6.8） | 81 (8.1) | 153 (7.0) |
| 三 | Hartgerink，J.D。，等。 | 肽-两性纳米纤维的自组装和矿化 | 2001 | 科学类 | 1307 | 0 (0.0) | 22 (2.9) | 53 (5.3) | 10（4.9） |
| 4 | Willert，K。，等。 | Wnt蛋白经脂质修饰，可作为干细胞生长因子 | 2003 | 自然 | 954 | 24（2.4） | 110 (7.6) | 98 (5.4) | 137 (4.6) |
| 5 | 中川，M。，等。 | 小鼠和人成纤维细胞诱导产生无Myc多能干细胞 | 2008 | 自然生物技术 | 945 | 148 (4.9) | 204 (6.4) | 215 (5.6) | 不适用（不适用） |
| 6 | 佐藤，N。，等。 | 通过药物GSK-3特异性抑制剂激活Wnt信号维持人和小鼠胚胎干细胞的多能性 | 2004 | 自然医学 | 900 | 40 (2.8) | 93 (5.1) | 92 (4.2) | 114 (3.6) |
| 7 | 李伟杰。，等。 | 静电纺丝纳米纤维结构：一种新型组织工程支架 | 2002 | 生物医学材料研究杂志 | 889 | 2 (0.3) | 22 (2.2) | 54 (3.7) | 105 (3.9) |
| 8 | 尼古拉森，L.E。，等。 | 体外生长的功能性动脉 | 1999 | 科学类 | 884 | 13 (5.6) | 40 (11.1) | 50 (10.1) | 78 (5.4) |
| 9 | 奥特曼，G.H。，等。 | 丝基生物材料 | 2003 | 生物材料 | 874 | 9 (0.9) | 30（2.1） | 41 (2.2) | 117 (3.9) |
| 10 | Kehat，我。，等。 | 人类胚胎干细胞可以分化为具有心肌细胞结构和功能特性的心肌细胞 | 2001 | 临床研究杂志 | 855 | 4 (0.8) | 51 (6.8) | 76 (7.6) | 85 (3.9) |
| 11 | 马修斯，J.A。，等。 | 胶原纳米纤维的静电纺丝 | 2002 | 生物大分子 | 840 | 3 (0.4) | 21 (2.1) | 51 (3.5) | 88 (3.3) |
| 12 | Yamashita，J。，等。 | 来自胚胎干细胞的Flk1阳性细胞作为血管祖细胞 | 2000 | 自然 | 815 | 2 (0.6) | 43 (8.7) | 62 (8.3) | 84 (4.6) |
| 13 | K.W.利希蒂。，等。 | 人骨髓间充质干细胞移植并在移植后表现出特异性分化子宫内绵羊移植 | 2000 | 自然医学 | 742 | 0 (0.0) | 27 (5.5) | 52 (6.9) | 59（3.2） |
| 14 | Yoshimoto，H。，等。 | 静电纺丝可生物降解纳米纤维支架及其在骨组织工程中的应用 | 2003 | 生物材料 | 735 | 2 (0.2) | 46 (3.2) | 64 (3.5) | 92 (3.1) |
| 15 | 大田，K。，等。 | 无病毒载体的小鼠诱导多能干细胞的制备 | 2008 | 科学类 | 692 | 3（0.1） | 173 (5.4) | 184 (4.8) | 不适用（不适用） |
| 16 | 梅斯纳，A。，等。 | 多能干细胞和分化细胞的基因组DNA甲基化图谱 | 2008 | 自然 | 682 | 16 (0.5) | 117 (3.7) | 193 (5.1) | 不适用（不适用） |
| 17 | 科库博，T。，等。 | 具有不同力学性能的新型生物活性材料 | 2003 | 生物材料 | 681 | 3 (0.3) | 21 (1.5) | 59 (3.2) | 110 (3.7) |
| 18 | S.V.Madihally和H.W.T.Matthew。 | 组织工程用多孔壳聚糖支架 | 1999 | 生物材料 | 625 | 0 (0.0) | 8 (2.2) | 15 (3.0) | 31 (2.1) |
| 19 | 博扬，B.D。，等。 | 材料表面在调节骨和软骨细胞反应中的作用 | 1996 | 生物材料 | 616 | 3 (4.7) | 2 (2.7) | 9 (6.7) | 27 (5.5) |
| 20 | 勒布朗，K。，等。 | 间充质干细胞治疗类固醇耐药、严重、急性移植物抗宿主病：一项II期研究 | 2008 | 刺胳针 | 603 | 28 (0.9) | 110 (3.4) | 155 (4.1) | 不适用（不适用） |
| ** | 高桥，K.和山中，S。 | 特定因子诱导小鼠胚胎和成人成纤维细胞培养的多能干细胞 | 2006 | 单元格 | 4518 | 24（1.1） | 156 (5.8) | 449 (14.9) | 1210（31.2） |
然后，我们将此分析应用于2010-2012年发表的TERM文章。根据引文检查前50名出版物（参见对于每一年和领域的散点图），可以了解引用次数的分布。使用Grubbs的离群值测试（在这些图上圈出），可以清楚地识别出与数据包分离的出版物，并代表在短时间内对TERM领域产生广泛影响的研究。在这组研究中，我们确定了学期文献中的几个关键主题。这些是：组织工程：移植物和材料，再生医学：支架和控制内源性组织形成的因素，临床试验，以及新的细胞来源：诱导多能干细胞。这些类别将构成下一节的基础。在每个领域，将突出显示一篇或多篇具有高度影响力的文章，并将讨论最近的出版物，以补充和扩展TERM领域中明显出现的这些关键主题。最后，我们将讨论TERM领域的发展方向以及如何监控不断扩大的社区。
2010-2012年TE和RM前50名出版物，圈出异常值。这些出版物构成了本次审查的基础，并确定了讨论类别。
学期最新进展
组织工程：移植物和材料
最初构思时，许多工程师认为组织工程将涉及从头开始利用化学工程、生物材料科学和机械工程原理中的起始材料和方法，为植入物构建新组织。然而，最近一些最引人注目的组织工程研究侧重于将相对简单的方法转化为临床前和临床研究。例如，2009年，第一份基于人类患者尸体脱细胞植入物的工程气道的报告刺激了该领域，26组织工程方法拯救生命的首批实例之一。从那时起，基于这种想法的替代物的复杂性增加了，包括工程化的肺、肝和血管移植。这些方法中的一个共同主题是使用去细胞化细胞外基质（ECM）作为细胞接种的支架。其基本原理是，去细胞化ECM保持一个生态位，可用于维持细胞表型，并鼓励产生组织特异性基质和功能特性。这种方法并不是根治性的，因为脱细胞组织几十年来一直被用作外科替代手术中的同种异体移植，Badylak及其同事的开创性工作27,28定义了这些基于ECM的植入物的再生潜力。
根据我们的客观分析，最近在这一领域出现了两个值得注意的例子，即彼得森的研究等。29和奥特等。30这两项研究都报道了使用脱细胞肺组织作为可行肺替代支架的数据(). 一般来说，从供体动物和培养物中接种去细胞化ECM的细胞，允许培养基和空气交换，从而保持细胞活力，并允许产生肺特异性基质()和其他分子，包括表面活性剂蛋白前体。当用于成年大鼠左肺的短期替代（几个小时）时，通过组织工程移植物实现了血液灌注和通气。彼得森等。29据报道，氧含量低于正常水平；然而，血红蛋白完全饱和。奥特等。30进一步注意到肺分泌物的存在，提示功能性。然而，移植的肺需要更高的压力才能完全膨胀，并有液体积聚，这暗示着肺水肿。虽然有必要进行更多的临床前研究，以证明这些方法的长期可行性和有效性，但这些结果对于基于ECM的肺替代支架无疑是有希望的。
脱细胞组织基质用于TE应用。通过灌注技术，整个肺很容易去细胞化[右上叶（RUL），右中叶（RML）]（A）.植入时体内，这些组织由红细胞灌注，并在短期内保持部分功能（B）.再细胞化肝基质也保持相似的结构、细胞活性和表型（C）.比例尺=100 微米。去细胞组织工程血管移植物在植入时保持通畅，并允许天然细胞重新填充[移植物（g）、颈动脉（ca）、外膜（a）]（D）白色箭头指向α-平滑肌肌动蛋白阳性细胞。比例尺=100 微米。（改编自彼得森等。,29奥特等。,30维吾尔族等。,31和Dahl等。,33[经AAAS和MacMillan Publishers，Ltd许可]）。
这些同样的原则也适用于肝脏再生，例如维吾尔族最近的一篇出版物等。,31它也出现在我们的客观屏幕上。在本研究中，对大鼠肝组织进行脱细胞并用原代大鼠肝细胞灌注。培养5天以上，细胞存活率保持不变，白蛋白和尿素的产生量随时间增加而增加，白蛋白的产生量达到正常值的20%。然后植入血管化移植物并灌注体内在受体大鼠肾脏切除后。8之后 h、 细胞在术前水平上保持生存能力（～80%生存能力），并且在组织学上与原发组织相似(). 在这里，还需要进行额外的临床前工作，以充分研究这种基于ECM的细胞需要移植物的潜力，但这项早期工作非常有希望。
虽然自体血管移植很常见，但一些人认为失活同种异体移植物（来自尸体组织）是另一种来源，并通过这种去细胞化过程显示出良好的力学性能和生物相容性。32作为从天然组织中去除细胞的替代品，Dahl等。33最近采用了一种有趣的组织工程方法来制造血管移植物。在这里，作者分离出人类平滑肌细胞并将其培养在管状聚乙醇酸支架上(). 在几个月的时间里，移植物具有与天然组织相似的缝合线保持力、破裂压力和顺应性。然后将这些“工程化”移植物脱细胞并储存长达1年，而不会造成明显的机械功能损失。在狒狒动静脉旁路模型中，移植物保持功能长达6个月，几乎没有纤维化、钙化或增厚，88%的移植物保持通畅和机械稳定。在一只颈动脉或冠状动脉搭桥犬模型中，这些含有内皮细胞的移植物在1个月时仅闭塞一次，仍保持83%的通畅率。虽然几乎没有发现免疫原性，而且所有移植物都经过改造，具有与天然组织更相似的生化成分，但需要进行长期研究，并与临床金标准进行直接比较，以充分验证这种方法。然而，这项工作非常有趣，因为它用“传统”TE方法（细胞与生物材料耦合并生长在体外)，具有几个潜在优势。有趣的是，这一新概念是否在TERM的器官/组织替换范围内被采纳。
基于上述符合我们纳入本审查的客观标准的出版物，我们开展了大量工作，以扩大这一激动人心的新学期重点领域。例如，最近的研究已经检查了其他类型的细胞，如间充质干细胞，如何在去细胞肺组织中定植和整合。34在心脏应用中，已开发出在厚组织切片中保留血管床的同时加强脱细胞的方法。35同样，骨移植处理技术最近也得到了优化，以支持间充质细胞附着和矿物质沉积。36研究人员还开始探索如何重新激活这些组织的神经，例如在骨骼肌准备中，指导血管健康以及与宿主的神经连接。37这些和其他出版物支持了对基于器官/天然ECM的组织替换方法日益增长的兴趣和日益复杂的复杂性。
除了这些ECM衍生的方法外，当然还有新生物材料支架的积极开发。过去一年的进展包括促进细胞定植的电纺材料38,39并能指导细胞和基质组织的深度依赖性和解剖重建。40,41其他研究建立在脱细胞概念的基础上，在脱细胞材料中植入分子，将祖细胞吸引到伤口界面。42还有其他研究已经开发出了基于纳米级表面形貌的材料，可以在修复环境中以最佳方式传递和隔离细胞。43在血管化方面，两种工程化人工血管网都取得了进展44以及通过开发先进材料，允许内皮细胞重塑和构建自己的血管网络。45最后，虽然很多工作都集中在脱细胞基质和细胞需要的生物材料上，但在形成几乎完全基于细胞的组织结构方面，甚至在承重结构方面，仍有重大进展。46这项活动以“传统”和新兴主题为前提，指向TERM应用程序的持续创新和扩展，以修复和更换更加复杂的系统。
再生医学：支架和控制内源性组织形成的因素
在过去十年中，再生医学方法显然因各种原因而越来越受欢迎。细胞疗法仍然是一个很大的焦点，已经对几种细胞类型的疗效进行了评估体内此外，再生生物学方面的相当大的努力集中于干细胞和祖细胞的发育起源，以及阐明它们如何在成年生物体中持续存在（或不存在）。另一个主要焦点是开发生物材料，以释放生物活性因子来帮助愈合反应和/或提供可以促进适当组织形成的支架。这种普遍的去细胞方法通过优化内源性祖细胞池的反应而不是细胞传递本身来促进修复。
例如，根据我们的客观分析，最近一项有趣的研究强调了支架在促进大鼠模型骨愈合的再生反应中可能发挥的多重作用。Kolambkar的这项研究等。,47采用一种复合支架，该支架使用由电纺聚己内酯纳米纤维制成的管状网，包裹骨缺损周围，并有助于定位注射的肽修饰海藻酸钠水凝胶，以填充缺损并传递重组骨形态发生蛋白-2（rhBMP-2）(). 随着rhBMP-2的交付，骨桥持续发生（通过显微计算机断层扫描评估），但仅支架不会发生，这表明了生长因子交付的重要性。此外，纳米纤维网中的宏观穿孔似乎加速了修复，导致愈合骨的扭转刚度增加了两倍。缺损的血运重建没有增加，作者认为穿孔使内源性祖细胞浸润并积极影响修复。因此，在设计用于再生医学应用的支架时，有许多因素需要考虑，这些因素可能最终影响其成功，即使是韧带和肌腱等相对简单的组织。48
生物咖啡用于骨再生。将具有宏观穿孔和藻酸盐释放骨形态发生蛋白-2（BMP-2）的纳米纤维放置在临界尺寸的骨缺损内（A）.微型计算机断层扫描图像显示支架治疗后骨形成增加（B）（改编自科兰布卡等。47（经爱思唯尔许可）。
为了使上述方法获得成功，内源性祖细胞池必须位于缺陷部位的局部，并且具有足够的数量/容量，以启动修复响应。Jaskelioff最近的一项研究等。49（这也是我们客观分析的结果），作者研究了干细胞耗竭与基因组损伤的关系。具体来说，他们测试了这样一个假设，即通过工程祖细胞来重新激活内源性端粒酶活性，可以消除甚至逆转器官功能下降。他们的研究结果表明，成年小鼠的退行性神经元和感觉表型发生了显著逆转，支持了维持祖细胞池或挽救祖细胞活性可以导致大规模组织和器官再生的观点。
沿着类似的路线，研究人员质疑两栖动物和哺乳动物的正常再生过程，以确定内源性干细胞群体在再生中的作用。例如，我们客观的文学屏幕摘取了波雷罗最近的一份出版物等。,50世卫组织对小鼠心脏再生进行了研究。这些研究人员发现，令人惊讶的是，虽然心脏再生可以提前发生（出生后1天），但这种能力在出生后7天就会丧失。这种早期愈合的特点是“再生”，2个月后纤维化和心功能均未恢复正常。相反，仅仅一周后，对同一损伤的反应表现为修复反应，形成疤痕组织，与成年动物很相似。胎儿和成人再生反应之间的脱节可能为一系列疾病和损伤的再生治疗提供新的见解。更广泛地说，对损伤机制及其如何与内源性祖细胞群相互作用和激活的研究是一个活跃且不断增长的研究领域，51,52重点在于阐明祖细胞如何与免疫系统细胞相互作用。53–55
除了再生能力的这种年龄依赖性变化外，相当多的工作还集中在准确识别哪些干细胞池积极参与内源性修复/再生过程。Rinkevich的作品等。56通过谱系追踪显示，那些重建小鼠手指的细胞受到谱系限制。也就是说，形成软骨和骨骼的干细胞池与形成其他相邻组织（肌肉和皮肤）的细胞群不同。了解这些不同的祖细胞群是如何、何时和在何处运作的，将为正在进行的TERM研究提供信息，这些研究旨在招募和操纵这些内源性再生细胞源。研究其他哺乳动物物种损伤和/或修复的非典型解决方案可能会为再生过程提供更多线索。例如，最近关于非洲棘鼠“皮肤脱落”和再生的报告，57虽然肯定是非典型的，但可能会为TERM研究人员提供新的方向。虽然这些模型有时可能与再生策略的实际应用相去甚远（正如它们经常从发育生物学研究中产生的那样），但它们建立了一个基本的科学框架，新技术可以从中发展。此外，他们定义了内源性组织工程/再生医学的理论和基础科学极限。
再生医学的这一领域正在不断扩大。例如，在2010年的一篇引人注目的文章中，Lee等。结果表明，在植入聚合物关节假体的兔模型中，通过加入转化生长因子β（TGF-β）招募内源性细胞，可以实现全关节软骨修复。58沿着同样的路线，沙阿等。报道了由对TGF-β具有高结合亲和力的肽两亲分子制成的纳米纤维的使用，并显示出在兔子软骨再生中的潜力。59还有一些人转向了新的方法，如通过磁场控制，以允许更好地释放因子体内.60在某些情况下，研究人员没有提供特定的生长因子，而是利用注射细胞，特别是干细胞的更广泛的旁分泌活性来促进再生。事实上，这种旁分泌效应被许多人认为是注射干细胞提供治疗益处的主要机制之一。61–64重要的是要指出，这些因素，无论是来自支架还是由植入细胞释放，都可以以非直觉的方式影响再生环境。例如，最近的一份报告详细介绍了生长因子本身如何与促炎细胞因子结合以预防小鼠关节炎，65同时具有合成代谢和抗分解代谢功能。
在再生医学的生物材料领域，通过调节支架的物理属性（包括刚度、地形和孔隙度），促进内源性干细胞向特定表型分化，从而促进材料设计的进步，受到了广泛关注。66–70其他人认为，具有特定倾向于特定谱系的干细胞可能具有不同的物理特性71并在植入前利用这些差异从异质人群中选择特定的细胞表型。72,73因此，先进的材料既能选择精细的种群，又能引导其分化，可能提供一种机制来实现改良体内再生。
临床试验
TERM方法也正在进入临床实践，过去几年发表了许多临床研究。例如，一个组织工程方法被用来恢复一小部分患有尿道大缺损的男孩的功能。74取膀胱组织切片，分离培养平滑肌和上皮细胞。然后将细胞接种到管状聚乙醇酸-聚乳酸-聚乙醇酸支架上(). 在培养1周以确保细胞存活和基质生成后，移植物用于尿道重建。作者报告称，所有五名患者在植入后36–72个月保持了功能性血流速度，活检证实组织结构与天然组织相似。这种方法对于尿道创伤性或先天性损伤显示了良好的前景，因为单纯的修复或铺植是不够的。
TERM方法的最新临床应用。组织工程尿道可以长期维持患者的功能（A）注射心球源性干细胞可以减少梗死后患者的瘢痕大小（B）（改编自Raya-Rivera等。74和Makkar等。75（经爱思唯尔许可）。CDC，心球衍生细胞。
除了组织置换外，人们对将细胞灌注到心脏以治疗心肌梗死也产生了浓厚的兴趣，最近有几项临床研究报告了初步结果。一项I期前瞻性、随机、对照试验（RCT）旨在用祖细胞（称为心球衍生自体干细胞）治疗梗死。75获得自体心肌内膜细胞，并使用特定的培养方法进行培养，包括在非粘附板中培养以形成三维（3D）心球，从而获得CD105阳性和CD45阴性的群体(). 尽管植入这些细胞后出现了一些不良反应，但到6个月时，瘢痕质量显著减少，存活心脏质量和壁厚增加。然而，在这个早期时间点，功能测量（如射血分数）没有差异。然而，这种治疗减少了疤痕组织，增加了活组织，支持进入第二阶段研究。最近其他注射骨髓源性祖细胞的研究也支持注射干细胞以增强心肌梗死和冠状动脉支架失效后的功能。76
在其他应用中，自体干细胞治疗被用于逆转烧伤引起的角膜破坏。在一项研究中，77将自体角膜缘干细胞培养在纤维蛋白上治疗100多例角膜损伤患者。在10年的随访中，超过75%的患者角膜上皮层恢复。临床成功与培养中观察到的功能性干细胞（全克隆形成）的百分比相关。具体来说，如果培养物中含有超过3%的全克隆形成细胞，78%的患者都能获得临床成功。另一方面，如果发现的全克隆形成细胞少于3%，则只有11%的患者成功。这项研究显示了角膜缘干细胞用于角膜修复的潜力；然而，还需要额外的随机对照临床试验。
近年来，另一个颇受欢迎的临床试验焦点是使用富含血小板的血浆（PRP）治疗骨科运动损伤，文献中对此既有相当大的兴趣，也有大量的批评。一些随机对照试验正在进行中，早期结果已于最近公布。同行等。在双盲RCT中首次报道了PRP对治疗外侧上髁炎的疗效优于皮质类固醇注射。78在1年时，患者报告的结果和功能评分都有显著改善，最新数据表明这些结果持续了2年。79
其他人报告了PRP或富含血小板的纤维蛋白基质（PRFM）对其他类型损伤的有限影响，例如肩袖修复或跟腱病。80–82除这些研究外，最近的另一项研究表明，血液元素（包括血小板）可以诱导促炎反应。83因此，虽然这种以血小板为基础的治疗可能会带来一些希望，但仍需要大量临床和基础科学研究来评估PRP和PRFM的影响。并发症包括不同的患者人口统计学、损伤类型和以前的治疗，以及目前市场上许多PRP和PRFM产品之间的潜在差异。总之，这些临床和临床前研究可能很快解决这些问题，并可能在某些临床情况下提供有价值的辅助修复。
在未来几年，使用TERM方法的已发表临床研究的数量可能会急剧增加。事实上，美国以“组织工程”和/或“再生医学”为特色的注册临床试验数量已从2007年的38项增加到2011年的83项。这些转化研究将告知该领域TERM方法在临床实践中的真正功效，并有助于从以下方面完善整个研究空间的工作在体外临床前模型的开发。
新型细胞来源：诱导多能干细胞
虽然上述工作经常涉及成人干细胞的输送，但人们对新出现的祖细胞来源的开发和应用仍有很大兴趣。例如，关于将胚胎干细胞（ESC）用于TERM应用的研究继续有增无减。马洛特最近的一项研究等。例如，显示了在灌注生物反应器中脱细胞骨基质上培养人类胚胎干细胞84导致形成稳定的骨样组织。非常有趣的是，当这些组织构建物植入免疫缺陷小鼠皮下时，植入未分化的人类胚胎干细胞会形成畸胎瘤，但植入胚胎干细胞衍生骨则不会形成畸胎癌。这项工作说明了在TERM中基于ESC的治疗的持续发展，以及在分化未得到充分控制时这项工作的潜在局限性。
过去几年也见证了一个真正有影响力的这个最具影响力的）TERM发展。即诱导多能干细胞（iPSCs）的发现和表征，2006年由高桥和山中首次定义，85描述了如何通过仅存在四种转录因子（Oct-4、Sox-2、c-Myc和Klf4）将分化的成体细胞重新编程回胚胎状态。到目前为止，详细介绍这项技术的原始文章已经被引用了4400多次！这项工作的影响无论怎样强调都不为过，正如山中弥弥博士去年获得诺贝尔医学奖所证明的那样，仅仅在他的开创性文章发表6年后。围绕iPSC的使用进行的研究已呈指数级快速增长，感兴趣的读者可直接阅读有关该主题的大量精细评论。86–89相反，我们将重点介绍通过客观分析发现的一些最具影响力的文章，以大致了解这一领域的巨大进展。
虽然最初的iPSC“鸡尾酒”相当简单，但最近的工作重点是进一步完善和简化这一过程。替代几种转录因子的异位表达，另一种方法是表达特异性microRNAs（miRNAs）。在最近的一项研究中，通过病毒转染表达miR302/367簇能够重新编程小鼠胚胎成纤维细胞和人包皮和皮肤成纤维细胞，相对于典型的转录因子，效率提高了几倍。90限制iPSC技术翻译的另一个主要问题是，病毒感染需要引入必要的转录因子进行重编程，这引起了基因组整合或突变引起的监管问题，并且效率相对较低。或者，合成的信使核糖核酸可以直接用于将分化的细胞重新编程为iPSC。91这种方法效率更高（比病毒转染高两个数量级）。然而，由于此类治疗的活动周期短，临床上需要多次注射。作者还注意到，RNA衍生的iPSC具有与人类ESCs更相似的全局转录模式，这表明这种重编程过程可能产生更高质量的细胞。无病毒载体的miRNAs直接转染也可以使小鼠和人类体细胞重新编程为iPSC。92另一种创造iPSC的方法是从小鼠ESC和人成纤维细胞中创造异核体（融合细胞），这可以在1天内以70%的效率重新编程，并可以研究重新编程的分子机制。93
其他人测试了分化细胞可以重新编程的假设就地，消除了在体外操纵。例如，钱等。注射一种表达Yamanaka转录因子的逆转录病毒，将小鼠心脏中成年非肌细胞重新编程为多能干细胞。94对单个细胞的分析显示了心室肌细胞样动作电位、电刺激时的搏动以及电耦合的证据。在损伤模型（冠状动脉结扎）中，逆转录病毒治疗可适度减轻心脏功能障碍长达3个月。虽然诱导iPSC不能完全恢复损伤后的功能，但这项研究表明体内重新编程可能具有治疗潜力。
沿着这些路线，人们对将一个分化细胞直接重新编程为另一个细胞产生了极大的兴趣。例如，最近有研究表明，一组转录因子的逆转录病毒表达可以将心脏成纤维细胞重新编程为肌细胞样细胞在体外和体内在老鼠模型中。95诱导心肌梗死后，与对照组相比，注射逆转录病毒可显著改善功能结果，如射血分数，持续12周。最近，心脏成纤维细胞通过表达特异性miRNAs被重新编程为心肌细胞。96黄等。直接诱导小鼠尾部成纤维细胞分化为类肝细胞（iHep）。97体外移植时体内在肝衰竭模型中，相对于成纤维细胞（0%），这些iHep细胞在8周时的存活率显著提高（～40%）；然而，存活率仍低于真正的肝细胞（～90%）。类似地，三种基因的组合表达已被证明可以将小鼠胚胎和出生后的成纤维细胞转化为神经元体外试验。98这些研究以及其他许多类似的研究表明，再生医学领域正在发生非常迅速的发展和创新。
随着iPSC变得越来越广泛，并被TERM社区采用，向翻译这种细胞类型的过渡已经开始。然而，在这一过程中必须谨慎，因为仍有几个问题可能限制其最终临床潜力。例如，虽然一些研究侧重于体内这些细胞在器官修复中的应用，出现了与重新编程的自体细胞衍生的iPSC的免疫原性有关的问题在体外并重新种植。在近交系小鼠模型中，“自体”胚胎干细胞未能阻止免疫反应，而重组为多能干细胞的“自体”胚成纤维细胞大多被宿主排斥，并表现为T细胞浸润。99这项研究的作者将这些发现归因于部分iPSCs的异常基因表达。虽然这肯定是一个潜在的原因，但还需要做额外的工作才能完全理解这种行为。
iPSCs另一个持续存在的问题是其分化途径的可变性，很可能是由于父母群体的不完全或异常重编程引起的。100作为回应，Boulting等。最近，他们建议使用一组经过验证的细胞系来加速研究发现并更好地使结果标准化。101其他研究人员开发了新的处理方法，用于分离特定应用的“纯”iPSC群体。例如，迪克曼的作品等。102研究表明，通过软骨生成“过滤器”（即选择最初分化为软骨生成谱系的亚群）的传代，能够分离出iPSCs亚群，这些iPSCs在放回3D培养条件下后改善了软骨形成(). 毫无疑问，在未来的工作中，iPSC的这些基于差异的选择标准将变得更加复杂和完善。例如，这样的排序可以与吉尔伯特的工作中演示的概念结合起来等。,103世界卫生组织的研究表明，祖细胞所覆盖的基质弹性可以影响干性的保留或丧失。类似地，可溶性因子，有时来自化学库的高通量筛选，可以用于进一步优化这些细胞群，并加强其分化轨迹在体外和体内试验。104,105这些和其他微环境输入可能在未来几年用于调节iPSC分化特异性、疗效和保真度，以将特定的TERM应用和该细胞类型的转化转化为临床前和临床应用。
诱导多能干细胞（iPSCs）可产生软骨样基质。第2代iPSCs所制基质的胶原免疫组织化学通过II型胶原（GFP+）的表达进行分类。（改编自Diekman等。102（经国家科学院许可）。
结束语和讨论
编写一份年度回顾报告，捕捉任何调查领域的当前状态和未来方向并非易事，尤其是当该领域与TERM一样多样化和不断变化时。事实上，自成立以来，TERM领域在某种意义上的特点是缺乏定义和令人难以置信的广度。事实上，正是这种广度和多样性首先吸引了我们许多人进入这一领域。许多看似不协调的研究领域现在已经在术语中交织在一起，构成了我们领域的结构，这些概念源于传统学科之间边界的模糊。虽然这一点有时很容易忘记，但我们现在认为在术语中司空见惯的许多东西不久前还被教条和纪律的障碍隔开。随着这些界限的不断模糊，多学科研究越来越成为规则，而非例外，我们的领域正在经历巨大的增长。这项工作的无限潜力吸引了非专业人士的注意（最近3天《纽约时报》在TERM领域的首页简介就证明了这一点106). 此外，正如本次审查所证明的那样，在该领域的几乎每个方面，我们都开始见证向翻译过渡的关键阶段。
虽然对所有相关人员来说都很令人兴奋，但任何领域的快速增长都有其缺点。具体来说，现在的增长速度如此之快，以至于我们大多数人都无法跟上整个领域，甚至是其中的一小部分。例如，专门针对“软骨”的TERM搜索仅在2011年就返回了450多篇文章，这意味着一个人每天需要阅读一篇以上的文章才能跟上TERM地形的这一小部分。（在所有这些噪音中）很难识别和区分真正重要的贡献和不那么重要的贡献。除了TERM领域物理出版物的数量之外，传播研究结果的渠道数量也在不断增加。科学界越来越多地利用新机制来实现更快的出版（即所有电子期刊）。在缺乏其他更快的客观指标的情况下，更多地使用社论、评论、给编辑的信件等可能会提供一种方法，以快速提高TERM中新兴主题的可信度和兴趣，并缓解常见的“引用延迟时间”，即使是重要文章。
在本次审查中，我们试图利用过去几年的影响轨迹提供一个讨论框架，通过“让数字自己说话”，既参与多样性，又封装不断扩大的术语领域。在使用这些客观标准指导我们的过程中，我们发现在一些传统的TERM领域有相当大的创新，但在新兴的重点领域也开始有新的想法。例如，在组织替换领域，我们现在看到的不仅是来自标准工程方法的日益复杂的支架，还包括基于自然设计的复杂支架（以及曾经脱细胞的天然组织本身）。在更广泛的再生医学领域，我们看到发育生物学开始不仅涉及组织的形成，还涉及内源性干细胞在再生和再生过程中发挥的特定作用。将这些基础科学发现与专门招募内源性人群的新型材料相结合，可能会为组织修复智能生物材料提供下一波浪潮。同样，新的细胞来源，尤其是iPSC，已经崭露头角，使任何组织的自体细胞治疗成为现实。最后，我们的客观筛查表明，我们的研究领域确实是一个转化领域，TERM的进展正以不断增长的速度减少到临床实践中。此外，正如我们大多数定量科学家一样，这些结果度量的定量性质和支持这些应用的证据水平也在进步。总之，这些进步现在正开始改变人口中一小部分人的生活，在未来，这些新方法将能够解决一系列迄今无法治疗的疾病和组织退化实例。我们希望，明年的《回顾》将继续发现此类令人兴奋的活动，并进一步说明TERM技术对改善人类健康的日益增长的影响。
