脂肪干细胞在软骨组织工程领域中的应用

由于软骨细胞再生能力有限，因此软骨的病变很难自身修复。外科手段促进软骨修复多采用软骨下骨钻孔、制造微骨折等技术打通髓腔，造成局部出血从而加速修复进程。这些方法虽然有一定的疗效，但新生的软骨大部分是纤维软骨，短期内可以缓解疼痛等症状，长期效果较差。近年来由于组织工程技术和干细胞研究的飞速发展，给软骨的修复带来了新的技术和方法。诱导成体干细胞向软骨分化，构建组织工程软骨修复软骨病变是目前组织工程领域的研究热点。其中骨髓基质干细胞是研究较多的成体干细胞，但由于骨髓穿刺给患者带来一定痛苦，而且细胞获得量很小，因此在应用中受到一定的限制。同样来自中胚层的脂肪干细胞（adipose—derivedstemcells，ADSCs）有着来源广泛，取材简易，细胞获得量大等诸多优点而日益引起研究者的广泛关注。近年来，研究者利用ADSCs在体内外成功构建了组织工程软骨，使之成为了软骨组织工程领域又一理想的种子细胞。现将其在软骨组织工程领域的研究进展综述如下。     

大鼠来源滑膜间充质干细胞的成软骨分化

背景：相比其他组织来源的间充质干细胞,滑膜间充质干细胞有着较强的成软骨特性和克隆能力,因此将是软骨组织工程中最有前景的种子细胞之一。 目的：培养及体外扩增 SD 大鼠滑膜间充质干细胞,鉴定其多向分化潜能及在添加生长因子后三维立体培养条件下的成软骨能力。 方法：无菌条件下获取SD大鼠滑膜组织,Ⅰ型胶原酶消化法分离大鼠滑膜间充质干细胞。体外扩增、培养,取第3代滑膜间充质干细胞进行吉姆萨、生长曲线测定、成脂诱导、成骨诱导和三维条件下成软骨诱导,成软骨诱导21 d后通过甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫组化染色及RT-PCR对成软骨诱导后产物进行检测。 结果与结论：获取的大鼠滑膜细胞具有间充质干细胞的特性,滑膜间充质干细胞在体外培养呈成纤维样形态,并维持着多向分化的能力。使用生长因子诱导软骨细胞21 d后,可见软骨样组织,蛋白聚糖和Ⅱ型胶原可以在甲苯胺蓝染色和Ⅱ型胶原免疫组化染色后被检测到。RT-PCR 检测结果显示软骨诱导分化后细胞中Ⅱ型胶原和蛋白聚糖mRNA呈阳性表达。提示大鼠来源的滑膜间充质干细胞具有成软骨能力。     

中医药方法干预软骨细胞的增殖与凋亡

关节软骨为特殊的无血管性组织,软骨中的细胞成分为单一软骨细胞,而软骨细胞为终末分化细胞,所以软骨组织的自身修复能力很差,软骨损伤后很难自愈,因此应用组织工程软骨细胞修复关节软骨是治疗骨性关节炎的有效途径,但存在软骨种子细胞来源有限、功能老化和表型维持等问题。因此筛选能活化软骨细胞功能,促进软骨修复的药物具有重要的临床价值。     

人脐带Wharton胶中间充质干细胞体外无支架组织工程软骨的构建

背景:构建组织工程软骨的方法多为自体种子细胞复合天然或合成物支架,目前多存在种子细胞来源有限、支架安全性和生物相容性、以及细胞在支架中分布不均的问题.目的:探讨人脐带Wharton胶中间充质干细胞向软骨诱导分化并体外构建无支架组织工程软骨的可行性.方法:分离培养人脐带Wharton胶中的间充质干细胞,进行流式细胞学鉴定.对软骨诱导前后的细胞进行组织学和免疫组织化学染色,对其表达的葡萄糖胺聚糖和Ⅱ型胶原进行定量研究,并应用RT-PCR检测软骨诱导前后Ⅱ型胶原和Sox-9mRNA的表达.采用密集诱导培养→离心管培养→生物反应器培养,进行体外构建无支架软骨组织.结果与结论:人脐带Wharton胶富含干细胞,流式细胞仪检测结果显示这些细胞不表达造血干细胞标志,表达CD44,CD105、CD271等间充质干细胞表面标志;HLA-ABC阳性表达,HLA-DPDQDR阴性表达.未进行软骨诱导的细胞弱表达软骨细胞标志,诱导后葡萄糖胺聚糖和Ⅱ型胶原显著增高.RT-PCR结果显示人脐带Wharton胶间充质干细胞诱导前后均表达Sox-9、Ⅱ型胶原mRNA.说明人脐带Wharton胶间充质干细胞具有前软骨细胞的特性.采用密集诱导培养结合生物反应器培养,不用支架,体外可以构建成大块组织工一[程软骨.表明人脐带Wharton胶间充质干细胞是一种良好的构建组织工程软骨的种子细胞.     

组织工程化关节软骨的研究进展

关节软骨属于透明软骨,组织代谢活性较低,创伤及退变等所致的软骨损伤难以自我修复或以纤维软骨、纤维组织所填充替代。这种损伤可涉及全层关节软骨和软骨下骨,表现为关节的疼痛和功能障碍。两个半世纪以来,人们一直致力于探索修复软骨缺损的最佳途径和方法,其中包括软骨刨削、钻孔、微骨折术、软骨组织移植术等,这些治疗方法均存在不同程度的限制如:供体来源不足、免疫排斥、生成软骨不佳、远期效果不好等,远不能满足临床应用的需要。     

间充质干细胞在软骨组织工程中的作用研究

间充质干细胞是一类存在于人体多种组织中的非造血多潜能细胞,可以自我更新或分化为骨、软骨或脂肪组织等多种细胞。近年来间充质干细胞在软骨组织工程中的研究取得了巨大进展,本文就间充质干细胞诱导成软骨细胞的因素及其在关节软骨损伤、免疫性疾病、组织修复和软骨组织工程中的应用研究等方面展开综述。     

关节软骨重建与间充质干细胞

目的：间充质干细胞是软骨组织工程中理想的种子细胞，但干细胞向软骨细胞分化的机制尚不十分清楚，真正的临床应用仍面临许多问题。就干细胞的来源，定向诱导分化，以及体内外构建组织工程化软骨等方面的研究进行综述，为以间充质干细胞为基础的关节软骨重建提供参考。资料来源：应用计算机检索1991—01／2004—06 Ovid全文数据库和Medline数据库相关文章，限定文章语言种类为English。检索词“tissue engineering，stem cells，cartilage，articular”，以及维普系列数据库及http：／／www．wanfang data．com．ca，并限定文章语言种类为中文，检索词“组织工程，关节软骨，间充质干细胞”。资料选择：纳入条件：①所选文献主要是间充质干细胞为种子细胞的软骨组织工程方面的实验性研究及临床研究。②遵循随机对照的原则。③对研究中是否采用盲法无严格的限制。排除条件：①对单纯论述间充质干细胞或组织工程化软骨方面的文献以及个案报道文献。②综述文献。资料提炼：共收集到30篇相关文献，17篇符合上述标准。资料综合：在体内外，不同来源的间充质干细胞可以经诱导，分化成软骨组织。诱导物为转化生长因子超家族成员，在三维立体条件下，高细胞密度(1&;#215;10^9L^-1)以及适宜的培养时间，机械刺激有利于软骨的形成，并且在临床应用上取得满意的结果，修复组织的组织学及关节镜评分均优于无细胞移植的对照组。结论：间充质干细胞在体内外可以诱导形成关节软骨，有望应用于临床上关节软骨损伤的重建。     

骨髓间充质干细胞在关节软骨损伤中的应用

随着细胞生物学、分子生物学和材料学等基础科学的快速发展,组织工程研究和应用得以飞速发展,为软骨缺损修复这个医学难题开辟了全新领域。骨髓来源间充质干细胞(BMSCs)在体外大量扩增对其最终在体内形成软骨组织无明显影响并可分化成软骨和骨组织,正是由于这些特性,使之成为组织工程软骨构建中热门的种子细胞。本文对BM-     

前软骨干细胞的分离培养及其鉴定

目的：探讨体外分离、培养及鉴定前软骨干细胞(PCSC)，为相关的实验研究奠定基础。方法：采用酶消化法从新生大鼠干骺端中收集细胞，用免疫磁珠法分选出前软骨干细胞，用DMEM-F12培养基进行体外培养，用免疫组化方法鉴定，对分离出的前软骨干细胞进行相关分子生物学研究。结果：从新生大鼠干骺端中成功培养出前软骨干细胞，培养条件下贴壁生长，成团块状，细胞表面有FGFR-3的标记物；细胞生长迅速。结论：在体外培养条件下可以从新生大鼠干骺端中培养出前软骨干细胞作为骨和软骨缺损移植治疗的潜在细胞来源。     

间充质干细胞在关节软骨组织工程中的应用

背景：组织工程技术的发展为关节软骨缺损修复和功能重建提供了新的方法和思路。目的：探讨以间充质干细胞作为种子细胞在关节软骨组织工程中的应用和研究进展。 方法：由第一作者检索 PubMed 数据库中2000-01-01/2014-09-30有关间充质干细胞和关节软骨组织工程的文献,检索词为“articular cartilage defects, cartilage tissue engineering, mesenchymal stem cel s”。共检索到70篇相关文献,对其中49篇文献进行综述。 结果与结论：关节软骨缺损自身修复能力很有限,目前的临床治疗手段无法达到满意修复,而组织工程的发展为解决这个问题提供了新思路。在种子细胞选择方面,软骨细胞去分化能力有限,胚胎干细胞受到伦理、法律等方面的制约,而间充质干细胞因其自体来源、易扩增、具有软骨分化潜能而受到广泛重视。但目前应用组织工程方法修复关节软骨缺损的效果存在一定的争议,主要是远期功能距离临床应用存在一定差距,在修复组织结构和生物力学方面还需要进一步研究。     

组织工程关节软骨：新生软骨与移植物周围正常软骨的整合及重塑

背景：由于关节软骨的组织再生能力非常低,因此创伤或退变疾病导致软骨缺损很难实现自身修复。 目的：通过资料分析了解关节软骨组织工程学的研究现状。 方法：以“Articular cartilage, Tissue engineering, Signaling molecules, Scaffolds”为英文检索词,“关节软骨,组织工程学,细胞来源,信号分子,支架”为中文检索词,检索 Pubmed 数据库、CNKI 数据库2000至2013年发表的相关文献。共检索到202篇文献,排除无关重复的文献,保留70篇进行综述。 结果与结论：软骨细胞和干细胞是当前软骨组织工程研究的主要细胞来源。多种细胞因子、激素类物质及生长因子会影响软骨细胞的合成及分解代谢过程。新型生物材料支架可为细胞提供一个适宜的环境,刺激细胞软骨基质合成,临时替代天然软骨基质的功能,直至新生软骨形成。而随着研究的不断深入,组织工程学关节软骨必将表现出良好的应用前景。     

关节软骨组织工程修复中的种子细胞

目的:阐述关节软骨组织工程修复的种子细胞及其应用的研究现状,对其来源、体外扩增、以及基因修饰进行了探讨,并提出其进一步应用的前景。资料来源:检索PubMed1994-01/2006-04与关节软骨组织工程修复的种子细胞相关的文章,检索词为“cartilage,joint,tissue engineering,stem cell,cell culture,gene modification”,并限定语言种类为英语。其他文章经清华同方和维普数据库检索具体的杂志名称和文章题名收集。资料选择:对收集到的资料进行初筛,选择与关节软骨组织工程修复的种子细胞相关的文章,筛除明显不符合原文的文章,对剩余的文献手工检索查找全文。资料提炼:共收集相关文章89篇,纳入34篇,排除55篇。资料综合:用于构建人工软骨组织的细胞主要有自体或异体软骨细胞、骨膜和软骨膜细胞、间充质干细胞以及胚胎干细胞,其均可于体外经特定的培养体系进行有效的培养和扩增,在一定条件下还可以经不同的策略和方法进行基因修饰,从而修复关节软骨缺损。结论:种子细胞以其自身多方面的特点在组织工程技术修复关节软骨缺损中发挥重要作用。     

骨髓间充质干细胞与关节软骨修复的研究进展

关节软骨缺乏血运,创伤、退变等导致的软骨缺损难以自我修复.近年随着组织工程学的发展,利用组织工程的方法修复关节软骨已成为研究的热点.最初人们试图通过体外扩增软骨细胞来修复关节软骨缺损,但软骨细胞为分化终末细胞,体外培养传代过程中易使细胞发生"去分化"即向成纤维细胞转化,表达Ⅰ型和Ⅲ型胶原,丧失分泌软骨基质的能力,并且组织来源有限.相比之下,骨髓间充质干细胞(bone marrow-derived mesenchymal stem cells,BMSCs)具有以下优点:(1)取材方便,可抽取少量骨髓获得,而不必通过手术,避免对患者造成不必要的二次创伤.(2)表型稳定,在体外培养过程中,BMSCs可以保持未分化表型不断增殖.(3)具有强大的体外扩增能力和很好的多向分化潜能.因而BMSCs已成为软骨组织工程再生修复应用的重点种子细胞.     

自体骨髓间充质干细胞修复兔关节软骨缺损的实验研究

目的通过对受损关节软骨进行未经诱导的兔自体骨髓间质干细胞移植,探讨组织工程移植修复兔关节软骨缺损的效果。方法取青紫蓝兔股骨骨髓分离间充质干细胞进行培养,采用变性处理及透明质酸盐修饰后的吸收性明胶海绵为载体,实验组用骨髓间充质干细胞修复自体股骨髁关节软骨缺损,对照组进行单纯吸收性明胶海绵移植。结果移植24周后,肉眼下实验组移植物与正常软骨组织难以区分,软骨表面光滑,对照组移植物为白色的疏松组织。光镜下修复组织类似周围正常软骨组织结构,甲苯胺蓝异染与正常软骨组织无区别,为透明软骨组织。对照组24周关节软骨缺损区被纤维软骨样组织修复。结论自体骨髓间质干细胞移植于受损关节软骨处,可促进关节缺损的修复,恢复软骨组织的结构功能。     

骨髓间充质干细胞的生物学特性及在组织修复中的应用

骨髓间充质干细胞(MSC)具有多向分化潜能，具有向骨、软骨、韧带、肌腱等中胚层组织及神经外胚层组织分化的能力。MSC固有的优势和特性，使其成为组织工程理想的种子细胞。描述MSC在骨组织工程、软骨组织工程、神经组织修复及其他组织修复中的研究和应用进展情况。MSC将在医学组织工程中发挥重大作用，具有广阔的应用前景。     

软骨修复和置换中纤维软骨和透明软骨谱系的可塑性和细胞生物学特性

背景:软骨修复是现代组织工程一个主要目标,制造出新型工程移植物需要对被置换或再造组织的基本生物学性状有充分了解.目的:讨论软骨修复中用于软骨组织工程的细胞来源和提高分化的培养条件,尤其是细胞浓度、细胞因子、负载、基质以及氧张力等因素的作用.方法:计算机检索中国生物医学文献数据库、中文学术期刊全文数据库、维普资讯网及PubMed数据库1997-01/2009-06相关文章,检索词为"软骨损伤,软骨修复,cartilageinjury;cartilagerepair".此外还手工查阅相关专著数部.纳入软骨组织工程的细胞来源的研究.软骨修复中提高分化的培养条件的研究.软骨修复生物学特征以及临床尝试修复的处境研究结果与结论:外科医生们在清创修复全层创伤性缺损过程中,通过软骨基底缺损清创暴露邻近关节表面的骨髓内干细胞.此时,事实上已利用了软骨干细胞了.同样可以向缺损区添加分化的软骨细胞,再覆盖以骨膜,形成的细胞临界细胞浓度激活SOX-9表达.目前对于改变施于细胞的负载、化学和基质环境因素更加精细的科学手段的研究仍处在初期.以下几点务必注意:组织解剖结构如何决定着修复以及损伤的性质,有必要确保自然和人工组织的生物整合,防止一些自然现象阻碍科技手段在临床中恰当的使用.     

不同来源骨髓间充质干细胞的体内成软骨

背景：骨髓间充质干细胞经体外诱导后可修复软骨缺损,但目前采用的种子细胞多来源于自体或同种异体。目的：观察同种异体及异种来源的骨髓间充质干细胞诱导成软骨后修复喉软骨缺损的效果。方法：分别取人胚胎骨髓间充质干细胞和刚出生兔骨髓间充质干细胞的第3代细胞种植于聚乳酸-羟基乙酸共聚物生物支架上,并加入转化生长因子β1和软骨形态发生蛋白诱导成软骨细胞。将两种细胞体系植入新西兰白兔体内,并于植入后4,8周取材行大体、组织学观察。结果与结论：植入后4,8周人胚胎骨髓间充质干细胞和兔骨髓间充质干细胞均有新生组织填充,经组织学观察大部分为软骨细胞,分泌软骨细胞基质糖胺聚糖和Ⅱ型胶原,且两种细胞支架复合物所生成的软骨细胞数大致相同,并无明显的免疫排斥反应。提示异种来源的骨髓间充质干细胞复合聚乳酸-羟基乙酸共聚物在转化生长因子β1和软骨形态发生蛋白联合诱导下所得的组织工程化软骨,与同种来源的骨髓间充质干细胞所获得的组织工程化软骨修复喉软骨缺损具有可比性。     

软骨组织工程研究中的干细胞

近来,干细胞作为一种自体软骨细胞的替代物,在软骨组织工程中日益得到重视.骨髓源性干细胞在多种条件下均能表现出软骨形成的潜能.脂肪源性十细胞是一种从脂肪组织中分离获得成的纤维细胞样干细胞群,经体外一段时间培养后,获得稳定的扩增,其衰老的水平较低,在三维培养环境下可分化为软骨细胞.肌肉、滑膜和骨膜是骨髓和脂肪组织之外的用于软骨修复的其他干细胞源.人类胚胎干细胞和原代软骨细胞共培养,可以诱导软骨形成,但对其选择纯化较为困难,且胚胎十细胞具有致瘤性,临床使用尚存在伦理学问题.     

软骨组织工程研究中细胞源-软骨细胞和成纤维细胞

目前关节软骨仍是供软骨修复的主要软骨细胞来源,但获得关节面软骨本身是一种有创操作,且细胞的低产量,低有丝分裂率,低生物活性进一步限制了关节软骨作为供体细胞来源的实际临床应用.体内其他作为自体软骨细胞源包括耳骨、鼻中隔、肋软骨、颞颌关节髁突软骨等,而不同的软骨源具有不同的结构、组成和功能,产生具有不同生化、物理和生物力学特性的细胞及细胞外基质.目前用于软骨再生的软骨细胞主要来源于幼稚动物,这些刚出生的和幼体动物的软骨细胞较年老供体的软骨细胞增殖率高,形成软骨的潜能较强.皮肤可为组织工程提供一种侵袭性小、来源丰富的成纤维细胞源.将成纤维细胞直接置于软骨缺损的聚乳酸网格会导致纤维组织增生,然而在恰当的培养条件下,成纤维细胞可以被诱导向软骨细胞表型转化.     

间充质干细胞向软骨细胞表型分化的研究进展

软骨细胞是关节软骨中唯一的细胞,负责维持细胞外基质的稳态与平衡,软骨细胞数量的丢失和功能的失衡在骨关节炎的发病中起关键作用。但是由于关节软骨几乎没有再生能力,目前临床上用来治疗关节软骨缺损的方法和药物难以获得满意的疗效。软骨组织工程致力于通过人工手段在体内外生成透明软骨,为关节软骨缺损的修复提供了一条新的方法。间充质干细胞作为软骨组织工程的种子细胞可在特定诱导条件下分化为软骨细胞。因此,阐明该过程中软骨形成的相关转录因子和具体机制对于未来软骨再生医学的成功至关重要。