关节炎泛指发生在人体关节及其周围组织的炎性疾病，可分为数十种。我国的关节炎患者有1亿以上，且人数在不断增加。临床表现为关节的红、肿、热、痛、功能障碍及关节畸形，严重者导致关节残疾、影响患者生活质量。此前，市面上仅有的治疗关节炎的药物都会造成人免疫系统破坏，产生多种副作用。

       利用新的基因编辑技术，研究人员重新组装了老鼠干细胞，让它们与关节炎和其他慢性疾病炎症对抗。“利用多能干细胞（pluripotent stem cell）的强大分化能力，和CRISPR的删除和插入技术，类似的策略能治疗许多疾病。”

       这种经改造后的干细胞被称为“自发型再生治疗改良干细胞（Stem cells Modified for Autonomous Regenerative Therapy ，SMART cell）”，能发育为软骨细胞并生产抗炎生物药物，在理想情况下，这种叫SMART细胞的干细胞将使关节炎患者焕发新生，保护关节和其他组织免受慢性炎症损伤。

       现在市面上有许多关节炎药物——包括依那西普（Enbrel），修美乐（Humira），类克（Remicade）等，这些药物主要攻击一种被称为TNF-α肿瘤坏死因子的炎症促进分子。这些药物的问题在于针对性不强，会干扰全身的免疫系统，引发患者产生容易感染等副作用。

       作为研究的一部分，Guilak和他的同事将老鼠干细胞培养在试管中，然后利用CRISPR技术将炎症传递剂替换为TNF-α抑制剂。“利用合成生物学工具，我们发现我们可以重编程干细胞的炎症反应程序，”本文第一作者、加州大学旧金山研究所的博后研究员Jonathan Brunger博士说。

       培养几天后，研究人员诱导修饰好的干细胞发育成软骨细胞，并组装成软骨组织。进一步的研究表明，该软骨组织能够免受炎症侵袭。“我们将原本的细胞炎症通路改道成了生产保护性药物的通路，”Brunger说。

       为了便于观察，研究人员还将一段“遇炎症即变色”的程序写入了由干细胞形成的软骨细胞。最近，Guilak团队已经开始在类风湿性关节炎等炎症疾病小鼠模型上开展SMART细胞抗炎功能实验。如果SMART能在动物模型上重现它的功能，便可进而发展成临床治疗手段。自发地、智能地释放TNF-α抑制剂，在特定的区域保护人工合成的软骨细胞和天然软骨细胞。

       Guilak 解释道：“当看到细胞们迅速释放TNF-α，消灭炎症作用时，我们相信这种基因改造策略也可以工作于其他反馈依赖型系统。例如糖尿病，我们很有可能制造出能感知葡萄糖并激活胰岛素的干细胞，利用多能干细胞（pluripotent stem cell）的强大分化能力，和CRISPR的删除和插入技术，类似的策略能治疗许多疾病。”

       Brunger补充说，“用Smart干细胞构建有活力的、能响应周围环境的生命组织，让再生医学研究往前更进一步”。干细胞是再生医学与生物治疗的主要研究领域，其在治疗疾病方面的潜力是巨大的。干细胞治疗的研究不应仅限于移植，还应着眼于更多层次多角度的延伸。