干细胞关节软骨再生技术成为治疗膝骨关节炎的正确选择

膝关节是指大腿股骨和小腿胫骨之间的关节软骨，也包含了提供被动稳定的关节囊、韧带、前后十字韧带、半月板，以及提供主动稳定的前后肌肉肌群。 膝关节骨性关节炎(KOA)，在X光上最明显的变化是软骨流失和骨刺形成，而进行肌骨超声检查，可以发现膝盖周边的韧带、肌腱也都有受损的状况。 软骨细胞作为关节软骨中的重要细胞，其影响着关节软骨的稳定性。该研究中，科学家应用一种名为“微骨折”的外科技术对受损软骨进行治疗。该项技术会在关节表面打小孔，使关节中生成新组织。然而微骨折产生的纤维软骨和天然软骨有所不同，其弹性更差，反而更像是瘢痕组织，并且降解速度也更快。

科学家从人和小鼠体内分离得到骨骼干-细胞，随后用BMP2和VEGF抑制剂共同诱导骨骼干-细胞产生了新的软骨，并且引导骨骼发育并停留在软骨阶段。实验证明，将人体组织转移到小鼠后，采用该项技术移植后不会产生排斥，同时患骨关节炎小鼠的活动能力恢复，疼痛减轻。

因此，如何修复关节软骨损伤、实现软骨再生的问题成为骨科领域的研究重点。

 1. 关节软骨再生 由于关节软骨，如半月板，这些软骨组织周围缺乏丰富的血管，因此修复和再生能力都很弱，想要关节软骨再生的可能性不大，基本需要靠外源的刺激或移植。干细胞移植是当前软骨再生的研究热点，备受科学家的青睐。 干细胞移植是研究细胞工程修复关节软骨的常用方法。干细胞具有很强的自我更新能力和分化能力，在体外可定向培养成软骨细胞，解决了软骨细胞量不足的问题;其次，干细胞培养的软骨细胞无免疫原性，在医学伦理学方面具有优势。 

2.支架工程的应用 为提高体内干细胞分化软骨细胞的效率，科学家采用了支架工程的模式，将干细胞依附到支架载体内移植到关节受损部位，并在支架上加入分化软骨细胞所需的细胞因子，例如生长因子。 这种方法可以增强和促进软骨形成分化，用于定性和定量改善修复软骨组织。一项临床试验报告显示：干细胞支架工程在87%患者中展示了较高的满意度，对于有些关节软骨损伤的运动员，膝关节功能改善，运动评分显著提高，移植后10个月可重返运动赛场，10年后膝关节功能仍保持比术前较好的效果。

3.减轻炎症反应 除了软骨再生，减轻疼痛外，干细胞还具有强大的免疫调节作用，抑制T、B细胞等免疫细胞的过度活化增殖;无论是直接移植还是间接移植，干细胞均可减轻炎症反应，减少炎症细胞浸润的能力。 干细胞治疗膝骨关节炎的进展 如果想治愈KOA，那么一定要使其软骨再生。而间充质干细胞(间充质干细胞)恰好具有多向分化与促进组织再生潜能，能在特定条件下分化成软骨细胞，用于软骨修复，为 KOA 的局部治疗开辟一条新的途径。 研究发现间充质干细胞组织修复的机制主要表现在两方面：自身分化形成组织细胞和促进周边细胞向缺损组织转化。 一方面间充质干细胞能直接分化形成相关组织来补充该损伤部位的缺损 。干细胞体外实验表明，间充质干细胞作为一种多能干细胞，其本身具备多向分化的能力。将间充质干细胞进行单独培养，在培养基中加入转化生长因子β(transforming growth factor β，TGF-β)，间充质干细胞可向软骨细胞方向分化，研究人员可通过检测培养基中关节软骨的特殊成分如：硫酸软骨素、Ⅱ型胶原蛋白等直接观测到软骨组织的生成。

另一方面，间充质干细胞在受到周边微环境的作用时，可以分泌细胞活性因子促进其周围的细胞再生，这种旁分泌作用称为营养作用(trophic)。目前认为，间充质干细胞这种对周边细胞的旁分泌作用是促使软骨修复的主要途径 。研究表明 ，间充质干细胞通过细胞的出胞作用，形成大量外泌体(exosome)，这些外泌体携带各种营养因子及MicroRNA(miRNA)，通过旁分泌作用，促进周围细胞向软骨细胞转化。 间充质干细胞作为一种具备多向分化能力的组织干细胞，因其独特的组织学特性已应用于临床的多个领域，如应用于治疗肝脏组织纤维变性和促进骨骼肌再生 等，均取得了良好的临床效果。在膝骨关节炎治疗方面，利用间充质干细胞强大的软骨化能力，可以使关节软骨的损伤得以修复，停止甚至逆转膝骨关节炎的病情发展。未来需要筛选优化分化能力强的间充质干细胞，进行商业化规模化开发，为广大骨关节炎患者带来福音。

文中图片均已获版权方授权

打赏