干细胞移植促进肌腱损伤修复相关案例研究

2021
09/29

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杭吉干细胞科技
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肌腱损伤在体育运动及其他剧烈活动中均十分常见,肌腱损伤后往往愈合不理想,必然影响 患者的运动功能。 肌腱自身再生能力较差,自然愈合常形成瘢痕组织,导致机械性能下降,且容易再次损伤。

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目前仍没有理想、有效的治疗方法,临床迫切需要确实有效的治疗方案。

干细胞治疗可维持肌腱的自我平衡、促进损伤肌腱组织再生,是一项极有前景的治疗手段。

肌腱损伤的愈合过程

肌腱损伤愈合包括内源性因素及外源性因素,其确切机制目前尚不完全清楚。 现有研究认为损伤肌腱的修复可以分为3个阶段,这些阶段可以互相重叠,其持续时间取决 于肌腱损伤的位置和严重程度。

炎症反应期

受损部位首先会出现血肿,中性粒细胞、 单核细胞和巨噬细胞等迁移至损伤部位,并释放炎性因子, 血管生成因子启动血管生成,同时成纤维细胞开始合成Ⅲ型胶原。

细胞增殖期 

损伤几天后,在细胞增殖期开始合成大量的ECM成分,包括无序排列的蛋白聚糖和胶原蛋白(大部分是Ⅲ型胶原)。 此阶段的另一个特征是:细胞大量增加并吸收大量水分。

重塑与成熟期

 Ⅲ型胶原纤维逐渐被Ⅰ型胶原纤维替代,合成的胶原纤维开始沿着肌腱长轴方向进行排列,从而恢复肌腱的刚度及抗拉强度。 大约10周后,成熟阶段开始,其特征是胶原纤维交联的增加及更成熟的肌腱组织形成。

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干细胞促进肌腱损伤修复研究现状

间充质干细胞

间充质干细胞(MSCs) 是具有自我更新能力及多向分化潜能的多能干细胞,也是肌腱损伤再生领域的理想细胞来源。在治疗运动系统损伤疾病时,BMSCs 由于良好的生物学特征,是使用最广泛的干细胞类型。

基础研究一

Chong等采用兔跟腱中部完全横断损伤动物模型,研究外源性BMSCs治疗对肌腱早期愈合过程中组织结构和机械性能的影响。

治疗组在纤维蛋白支架中加入BMSCs,而对照组仅使用纤维蛋白支架,在损伤后3周, 治疗组细胞排列及机械性能方面均优于对照组,骨髓MSCs在肌腱早期愈合中表现出积极的作用。

有研究表明MSCs在促进肌腱损伤修复方面有积极作用,其可能的作用机制包括:

首先,MSCs可以调节免疫应答,并通过细胞-细胞间的直接接触,释放可溶性免疫抑制剂 而发挥其免疫调节功能; 其次,MSCs可以分泌促进相邻细胞增殖的生长因子、趋化因子及预防细胞凋亡。

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脂肪干细胞

脂肪干细胞( ADSCs)具有易于获取、来源广泛、体外扩增容易、免疫原性低、不存在伦理问题等许多优点。

基础研究二

Lee等将人来源ADSCs移植至大鼠跟腱损伤动物模型,分别在损伤后2周及4周进行免疫组化、生物力学测试等检测, 结果显示人来源ADSCs能促进大鼠肌腱损伤愈合,并显著提高其生物力学性能。

Lee等用异体ADSCs治疗人的慢性肌腱病,随访52周,结果证实无明显不良反应,可显著减轻关节疼痛、改善关节活动范围及损伤肌腱的组织结构。

ADSCs是一种治疗肌腱病的安全、有效的方法,是一种治疗肌腱损伤极具潜力的细胞类型,其促进肌腱损伤愈合的机制,包括刺激肌腱自身细胞增殖、合成ECM,募集肌腱自身细胞至损伤部位,从而促进肌腱损伤愈合。

皮肤来源干细胞

皮肤来源干细胞( SDSCs) 皮肤是一种独特的器官,是哺乳动物中能持续自我更新的少数器官之一,甚至到成年时期。皮肤成纤维细胞和干细胞表达相同的细胞免疫表型,并且也具有分化为脂肪细胞、骨细胞和软骨细胞的多向分化能力。

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基础研究三

Liu 等通过动物实验证实:皮肤成纤维细胞可作为肌腱组织工程的种子细胞,以促进肌腱损伤的愈合。

临床试验

Clarke等在一项临床试验中,使用超声引导下注射自体皮肤来源的皮肤成纤维细胞治疗髌腱损伤,治疗后6周及3、6个月的随访结果证实:皮肤成纤维细胞短期治疗髌腱损伤安全、有效,和对照组相比疼痛及功能改善均十分显著。

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小结

由于肌腱通常受到机械损伤或退行性损伤的影响,肌腱损伤后肌腱细胞的更新和功能、结构完整性的重建极其重要。干细胞治疗肌腱损伤是一项极有前景的治疗方法,能有 效促进损伤肌腱修复或再生,关键在于选择合适的细胞类型。

未来展望

在过去20年中,有关于肌腱损伤的干细胞及组织工程 研究取得了许多令人鼓舞的结果。 干细胞促进肌腱损伤修 复在大量的动物研究中,取得了很好的治疗效果。

总而言之,干细胞无论是治疗肌腱急性损伤,还是缓解退行性肌腱病的症状,均是希望与挑战并存。

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关键词:
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