“半月板”冲上热搜!用干细胞来修复损伤或是未来趋势

2021
04/30

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半月板损伤十分常见,并可能导致退行性关节改变。间充质干细胞具有内在的治疗潜力,可以直接或间接促进半月板愈合。

春暖花开,又到了一年最适合运动的时节。最近,一条年轻人已经成为半月板损伤主要人群的新闻冲上热搜,半月板损伤不再是老年人的专属,过度运动和不良的运动方式使得二三十岁的年轻人成为了主要人群。损伤的半月板除了保守治疗,有没有更好的治疗方式呢?

2019年1月9日,世界首例人胚胎干细胞分化功能细胞治疗半月板损伤在华中科技大学同济医学院附属同济医院康复医学科顺利完成。这一则消息让人们对干细胞修复半月板损伤有了更大的期待。

半月板损伤

半月板是一对半月状纤维软骨结构,被公认有助于维持膝关节正常功能,促进关节稳定、负荷分配和关节润滑。半月板损伤可破坏关节稳定性,当半月板损伤严重时,切除受损半月板是不可避免的,但是,部分或全半月板切除术可使关节易患骨关节炎。在不同的患者群体中,半月板经常容易受到损伤,因此,半月板修复对骨科临床医生和研究人员特别有意义[1]。

如何修复半月板?

半月板自然愈合能力有限,因此,临床上尝试用功能性替代品替换受损组织,以恢复正常半月板的功能。使用同种异体移植物进行半月板移植虽然取得了令人鼓舞的临床结果,但仍存在许多因素的担忧,如组织可用性、移植物与宿主的大小和形状不匹配、免疫原性、疾病传播以及植入后同种异体移植物的力学性能恶化等[2]。

半月板修复的另一种方法,特别是对于较轻的损伤,侧重于促进半月板的自然愈合,而不是替换受损的组织。这些技术包括导管治疗、擦伤治疗和富血小板血浆(PRP)治疗[3]。尽管这些技术可能带来好处,但治疗方法也存在一定的局限性。

近年来,组织工程结合了生命科学和工程学的原理,以恢复原生半月板的独特结构的方式,开创了一种全新的治疗方式。

组织工程有效修复半月板损伤

组织工程旨在通过重建半月板来恢复半月板的结构和功能特征,其中的主干在于细胞。在半月板修复领域,半月板纤维软骨细胞(MFCs)、关节软骨细胞和间充质干细胞都已成功被证实具有再生潜能。

间充质干细胞是一种有用的半月板细胞来源。从不同解剖位置和动物模型分离出的间充质干细胞的作用和有效性已经通过广泛的培养/传递技术进行了研究[5]。

由于间充质干细胞对多种间充质组织具有多系可塑性,具有潜在的免疫调节和抗炎特性,并具有广泛的增殖能力,受到特别关注。此外,间充质干细胞可以迁移到损伤部位,不仅通过替代过期或损伤的组织,还可以通过营养因子发挥其修复作用[4]。

图片来自文献[6]

半月板的修复最常用骨髓间充质干细胞,其次是滑膜间充质干细胞(SMSCs)。间充质干细胞的其他来源包括脂肪来源的间充质干细胞(ASCs),半月板来源的间充质干细胞(MeMSCs),以及来自其他关节内外组织的间充质干细胞,如肌肉、韧带、骨膜和真皮。

许多体外和体内研究都证实了骨髓间充质干细胞可以促进半月板损伤的宏观和微观愈合。其他来源的间充质干细胞也已成功地用于促进半月板的体内再生。

此前,刊登在干细胞转化医学(Stem Cells Translational Medicine)期刊上的初期临床试验结果显示[6],使用病人自己的间充质干细胞能够帮助修复受损的半月板组织,不用手术切除受伤部位也能让膝关节功能恢复正常。

为何如何发展?

半月板损伤十分常见,并可能导致退行性关节改变。间充质干细胞具有内在的治疗潜力,可以直接或间接促进半月板愈合。尽管间充质干细胞在半月板修复中有积极的结果,但仍需更为广泛的临床研究,以及进行大量的工作来确定最佳的间充质干细胞来源,并优化这些细胞的应用。未来发展方向在于如何最大限度地利用间充质干细胞的愈合能力,帮助修复半月板缺损,防止或减缓骨关节炎的进展[7]。

参考文献

1. Scotti C, Hirschmann MT, Antinolfi P, Martin I, Peretti GM. Meniscus repair and regeneration: review on current methods and research potential. Eur Cell Mater. 2013;26:150–70. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24057873/

2. Longo UG, Campi S, Romeo G, Spiezia F, Maffulli N, Denaro V. Biological strategies to enhance healing of the avascular area of the meniscus. Stem Cells Int. 2012;2012:528359. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22220179/

3. Marsano A, Millward-Sadler SJ, Salter DM, Adesida A, Hardingham T, Tognana E, et al. Differential cartilaginous tissue formation by human synovial membrane, fat pad, meniscus cells and articular chondrocytes. Osteoarthritis Cartilage. 2007;15:48–58. doi: 10.1016/j.joca.2006.06.009. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16891129/

4. Caplan AI, Dennis JE. Mesenchymal stem cells as trophic mediators. J Cell Biochem. 2006;98:1076–84. doi: 10.1002/jcb.20886. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16619257/

5. Matsukura Y, Muneta T, Tsuji K, Koga H, Sekiya I. Mesenchymal stem cells in synovial fluid increase after meniscus injury. Clin Orthop. 2014;472:1357–64. doi: 10.1007/s11999-013-3418-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24338094/

6. Repair of Torn Avascular Meniscal Cartilage Using Undifferentiated Autologous Mesenchymal Stem Cell: From In Vitro Optimization to First-in-Human Study

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28186682/

7. Scotti C, Hirschmann MT, Antinolfi P, Martin I, Peretti GM. Meniscus repair and regeneration: review on current methods and research potential. Eur Cell Mater. 2013;26:150–70. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24057873/

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关键词:
半月板,干细胞,修复,充质,关节,治疗

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