关节液来源间充质干细胞在组织工程中应用研究进展

间充质干细胞是治疗软骨损伤的新方法,间充质干细胞的来源选择是目前研究重点。关节液来源间充质干细胞(SF-MSC)是从关节液中分离而来,具有间充质干细胞的生物学特性。SF-MSC易于获取,与脂肪和骨髓来源的间充质干细胞相比,其具有更强的软骨分化能力,被认为是治疗软骨损伤的理想种子细胞。体内研究证实,SF-MSC复合支架材料或关节内注射SF-MSC对修复软骨损伤有很好的效果。目前研究表明,SF-MSC有望成为治疗软骨损伤的候选间充质干细胞。该文就SF-MSC在组织工程中应用的研究进展作一综述。     

骨髓间充质干细胞成软骨分化的影响因素研究进展

软骨组织工程的研究发展为关节软骨损伤的修复带来了新的希望.骨髓间充质干细胞(BMSCs)具有分化为骨、软骨、肌腱、脂肪等组织的多分化潜能[1],也是目前软骨组织工程的研究热点[2].BMSCs在修复软骨损伤时,无论在体内体外,都须经历向软骨细胞分化的过程,在此过程中有着诸多影响因素,现就目前研究影响BMSCs向软骨细胞分化的文献进行综述分析如下.     

MicroRNAs在骨髓间充质干细胞成软骨分化中的作用

软骨组织由细胞外基质与分散其间的软骨细胞共同构成，由于缺乏血管?神经和淋巴系统，损伤后自身修复能力差。目前各种促进软骨损伤修复的方法效果都不理想，诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化修复软骨损伤已成为当下研究的热点。多种MicroRNA参与并调控骨髓间充质干细胞成软骨分化过程，本文就MicroRNA调控骨髓间充质干细胞成软骨分化及其机制的研究进展做一综述。     

间充质干细胞成软骨分化相关研究进展

软骨细胞移植疗法已成功应用于软骨损伤修复和软骨组织工程研究,但软骨细胞取材有限,因此探索软骨细胞替代物成为研究热点。间充质干细胞具有分化为骨、软骨等组织的潜能,在软骨损伤、骨关节炎修复及软骨组织工程等方面起着重要作用。该文就间充质干细胞成软骨分化相关研究进展作一综述。     

基因转染脂肪间充质干细胞作为软骨组织工程种子细胞的研究

目的 观察人转化生长因子(hTGF)β2基因转染诱导脂肪间充质干细胞向软骨细胞的定向分化能力,探讨脂肪间充质干细胞作为种子细胞和在基因增强的软骨组织工程中应用的可行性.方法 取3周龄Lewis大鼠的脂肪组织,消化法获得脂肪间充质干细胞,pcDNA 3.1(+)/hTGFD2通过脂质体介导转染脂肪间充质干细胞,用免疫化学染色、逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和Western blot检测筛选的阳性克隆细胞中hTGFB2基因与软骨特异性蛋白-Ⅱ型胶原和蛋白多糖表达的情况;然后将基因转染的脂肪间充质干细胞与PLGA支架体外构建细胞-载体复合物,再将其植入裸鼠体内,12周后观察基因增强的组织工程软骨的形成情况.结果 从成体大鼠脂肪组织中培养出脂肪问充质干细胞,能大量稳定增殖传代.hTGFB2基因在脂肪间充质干细胞内能瞬时及稳定表达,并促使Ⅱ型胶原和蛋白多糖合成;细胞.载体复合物在裸鼠体内经12周的培养,可以形成形态、结构接近正常软骨的组织工程软骨.结论 PODNA 3.1(+)/hTGFl32成功转染脂肪间充质干细胞,诱导其向软骨细胞分化,脂肪间充质干细胞可作为基因增强的软骨组织工程较理想的种子细胞.     

脂肪间充质干细胞治疗膝关节骨关节炎应用进展

膝关节骨关节炎(KOA)的特征是关节透明软骨局灶性丧失,滑膜组织炎症伴骨赘形成.目前KOA的治疗方法虽可在一定程度上减轻患者疼痛并改善关节活动度,但不能促进受损关节的软骨再生.脂肪间充质干细胞作为种子细胞,可用于KOA治疗中修复受损的关节软骨,为KOA治疗提供了一种新思路.该文对脂肪间充质干细胞治疗KOA的研究进展进行...     

结缔组织生长因子与软骨修复研究进展

软骨损伤后修复是目前研究热点之一.结缔组织生长因子(CTGF)作为一种多功能生长因子,可调节软骨细胞增殖分化、促进细胞外基质合成并维持平衡,具有诱导间充质干细胞向软骨细胞分化的功能,其作用贯穿软骨细胞生长发育和损伤修复的整个过程.研究CTGF作用机制对于生物学、组织工程学及基因治疗修复软骨具有重要意义.该文就CTGF结...     

骨髓间充质干细胞修复关节软骨缺损研究进展

关节软骨损伤在临床上很常见．由于关节软骨的自身修复能力很差．关节软骨一一旦损伤即很难修复．继而会发生不可逆的病理变化，造成关节的退行性改变．严重影响患者的生活质量。目前．关节软骨损伤临床上尚无有效的治疗方法。近年发展起来的一门新兴学科一组织工程学．通过利用少量的种子细胞经过体外培养扩增，并附着在一定的吏架材料上，移植到体内而形成新的有生命力的组织。骨髓闸充质干细胞（Bone Marrow—derived Mesenchymal Stem Cells，BMSOs）用作种子细胞具有增殖能力强．多向分化潜能（可以分化为骨、软骨、肌肉、脂肪等多种组织），而且具有采集方便、对机体损伤小的特点．是软骨组织工程理想的种子细胞。     

关节软骨干/祖细胞治疗关节软骨缺损研究进展

关节软骨由于无血管、神经和淋巴管,损伤后自我修复能力极差。目前软骨损伤修复主要采用其他组织来源的间充质干细胞体外大量扩增或自体移植,然而体外扩增容易去分化,自体移植需要多次手术。理想的关节软骨修复要求新生软骨具有与原关节软骨相同的分层结构、生物特性及基质组分,并实现功能学恢复。激活内源性关节软骨干/祖细胞促进缺损部位自我修复或组织工程化软骨为软骨再生提供可能性。前期研究表明,关节软骨干/祖细胞在多个组织存在。该文对关节软骨干/祖细胞治疗关节软骨缺损研究进展作一综述。     

干细胞在软骨组织工程中的研究现状及进展

干细胞(stem cells,SCs)是一类未充分分化的、具有自我复制能力的多潜能细胞,因其具有在一定条件下可以再生人体各种组织器官的潜在功能,被在肿瘤、遗传性疾病和组织器官损伤的治疗等方面寄予厚望。由创伤或非创伤性病理损害如类风湿性关节炎等所造成的关节软骨缺损在临床上十分常见,由于关节软骨的修复能力有限,软骨缺损的治疗存在巨大挑战。而胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)和间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)具有自我更新和多功能分化潜能的特性,在适当培养条件下可被诱导分化     

不同来源间充质干细胞在膝关节软骨修复中的临床研究进展

近年来由于器官修复干细胞治疗技术的提出,使得不能自身修复的关节软骨成为研究热点之一,间充质干细胞对膝关节软骨修复已表现出明显的治疗优势。学者们临床上初步研究了不同来源的间充质干细胞膝关节软骨修复作用,并通过结合移植、软骨组织工程等技术提高了骨髓、脂肪、滑膜、脐带血等来源干细胞修复人类软骨效果,均取得了较好的临床疗效。不同干细胞来源不同各自会有一定的优缺点。目前临床研究仍处于试验阶段,尚无确切定论何种干细胞及何种技术处理最适合于人类软骨的修复。大规模和或结合新处理技术的临床试验以及远期疗效的验证,需要进一步临床深入研究。     

Multipotent stromal cells derived from the infrapatellar fat pad of the knee

Tissue engineering approaches for promoting the repair of skeletal tissues have focused on cell-based therapies involving multipotent stromal cells. Recent studies have identified such cells in several tissues in the adult human, including skin, muscle, bone marrow, and subcutaneous fat. This study examined the hypothesis that the infrapatellar fat pad of the adult knee contains progenitor cells that have the ability to differentiate into chondrocytes, osteoblasts, or adipocytes under appropriate culture conditions. Cells isolated from the fat pad stroma had a profile of cell-surface molecules similar but not identical to that of bone marrow-derived mesenchymal stem cells. Using defined culture conditions, fat pad-derived stromal cells were induced to differentiate cells with phenotypic characteristics of: (1) chondrocytes, synthesizing cartilage matrix molecules; (2) adipocytes, producing lipid vacuoles and leptin; or (3) osteoblasts, forming mineralized tissue. The culture conditions also modulated the expression of characteristic gene markers for each lineage. This study supports the hypothesis that multipotent stromal cells are present in many connective tissues in the adult human. Given its location and accessibility, the fat pad may prove to be a potential source of progenitor cells for musculoskeletal tissue engineering.     

Adulte Stammzellen

Adult mesenchymal stem cells can be isolated from bone marrow aspirates and reproduced without differentiation. After culture expansion to the desired number of cells differentiation to bone and cartilage can be induced. Ascorbic acid and and organic phosphate are necessary for bone differentiation. Cartilage induction needs a 3-D structure with high cell density, TGF-β3, and ascorbic acid.     

人髌下脂肪垫干细胞的分离培养鉴定及初步研究

目的建立人髌下脂肪垫干细胞分离、培养和鉴定的平台，验证其可作为可靠的干细胞来源，并可作为细胞模型参与科学研究。 方法人髌下脂肪垫取自膝关节置换手术患者，经Ⅰ型胶原酶消化，在高糖Dulbecco改良Eagle培养基(DMEM)内扩增，取P5代细胞用于检测其"干性"及三向分化能力。与微尺度支架结合，通过RT－PCR检测成骨基因的表达，应用最小显著性差异法进行组间两两比较，用于验证微尺度支架的成骨诱导特性。 结果人髌下脂肪垫干细胞具备间充质干细胞相关特性，包括黏附贴壁性；成脂肪、成软骨及成骨分化；表达相关表面标记，如分化抗原簇(CD)73、CD90和CD105；不表达造血细胞系的分子表面标记，如c-kit、CD14、CD11b、CD34、CD45、CD19、CD79和人白细胞抗原(HLA)-DR。本课题中人髌下脂肪垫来源干细胞成功作为一种干细胞模型，证明HaCG微尺度支架具备成骨诱导特性，表现为三组中成骨基因ALP、COL1、Runx2表达差异有统计学意义(分别为F＝150，P<0.01；F＝68，P<0.01；F＝16，P<0.01)。HaCG微尺度支架组高于纯明胶微尺度支架组及二维培养组，纯明胶微尺度支架组高于二维培养组(P值均小于0.05)。 结论人髌下脂肪垫干细胞分离、培养和鉴定平台的建立，未来可作为细胞模型应用于多种不同实验。     

Chondrocytes or adult stem cells for cartilage repair: the indisputable role of growth factors

Articular cartilage is easily injured but difficult to repair and cell therapies are proposed as tools to regenerate the defects in the tissue. Both differentiated chondrocytes and adult mesenchymal stem cells (MSCs) are regarded as cells potentially able to restore a functional cartilage. However, it is a complex process from the cell level to the tissue end product, during which growth factors play important roles from cell proliferation, extracellular matrix synthesis, maintenance of the phenotype to induction of MSCs towards chondrogenesis. Members of the TGF-β superfamily, are especially important in fulfilling these roles. Depending on the cell type chosen to restore cartilage, the effect of growth factors will vary. In this review, the roles of these factors in the maintenance of the chondrocyte phenotype are discussed and compared with those of factors involved in the repair of cartilage defects, using chondrocytes or adult mesenchymal stem cells.     

不同来源的间充质干细胞治疗骨与软骨组织疾病的研究进展

近年来,随着细胞和组织工程技术的发展,间充质干细胞广泛受到关注和研究,具有易分离获取、培养过程相对简单等优点,并且能够自我更新并分化成多种细胞类型,包括成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等,是较为理想的种子细胞。在骨髓间充质干细胞大量的研究基础上,脂肪、骨骼肌、滑膜等多种不同来源的间充质干细胞也广泛应用在骨及软骨组织的体内研究和体外研究中。虽然间充质干细胞在基础性研究方面取得了飞跃进展,但在临床推广应用干细胞治疗上还面临着诸多问题,如对间充质干细胞的分化机理尚不明确,对其定向分化无法进行精确调控,且存在诸多限制骨和软骨再生的几个因素,很大程度上影响治疗的效果,故仍需进一步深入研究。     

永生化人骨髓间充质干细胞系的建立及致瘤性的检测

目的构建永生化的人骨髓间充质干细胞系并对其分化能力及其安全性进行评估,以供骨科基础研究及临床应用。方法原代培养人骨髓间充质干细胞,外源性hTERT导入人骨髓间充质干细胞激活端粒酶,获得永生化的人骨髓间充质干细胞。TGF-β_1和地塞米松诱导,使其向软骨细胞分化,并用原位杂交和免疫组化检测Ⅱ型胶原将永生化的人骨髓间充质干细胞和原代培养的人骨髓间充质干细胞按一定密度接种于双层软琼脂培养基中,观察2周后克隆形态并计算克隆形成率。两种细胞接种于裸鼠背部皮下,分别在术后3天、1个月和3个月肉眼观察。结果原代培养人骨髓间充质干细胞和永生化的人骨髓间充质干细胞在向软骨细胞分化的能力上,无显著差异。原代培养的间充质干细胞不能在软琼脂中形成克隆,而永生化的间充质干细胞形成两种克隆,其克隆形成率0.3%。永生化的间充质干细胞接种裸鼠后3天、1个月、3个月后未见明显肿物形成。结论永生化的间充质干细胞可在体外分化为软骨细胞,且无致瘤性。     

Infrapatellar fat pad‐derived mesenchymal stromal cells from osteoarthritis patients: In vitro genetic stability and replicative senescence

Different sources of mesenchymal stromal cells can be considered for regenerative medicine applications. Here we analyzed human adipose‐derived stromal cells from infrapatellar fat pad (IFPSC) of osteoarthritis patients, representing a very interesting candidate for cartilage regeneration. No data are available concerning IFPSC stability after in vitro expansion. Indeed, replicative potential and multipotency progressively decrease during culture passages while DNA damage and cell senescence increase, thus possibly affecting clinical applications. To investigate whether in vitro expansion influences the genetic stability and replicative senescence of IFPSC, we performed long‐term cultures and comparatively analyzed cells at different culture passages. Stromal vascular fraction was harvested from infrapatellar fat pad of 11 osteoarthritis patients undergoing knee replacement surgery. Cell recovery, growth kinetics, surface marker profile, and differentiation ability in inductive culture conditions were recorded. Genetic integrity maintenance was estimated by microsatellite instability analysis and mismatch repair gene expression, whereas telomere length and telomerase activity were assessed to evaluate replicative senescence. Anchorage‐dependent growth was tested by soft agar culture. IFPSC displayed a phenotype similar to mesenchymal stromal cells from subcutaneous fat and showed differentiation ability. No microsatellite instability was documented even at advanced culture times in accordance to a sustained expression of mismatch repair genes, thus highlighting stability of short repeated sequences in the genome. No significant telomere attrition nor telomerase activity were documented during culture and cells did not lose anchorage‐dependent growth ability. The presented data support the suitability and safety of in vitro expanded IFPSC from osteoarthritis patients for applications in regenerative medicine approaches. © 2016 Orthopaedic Research Society. Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 35:1029–1037, 2017.