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体外构建组织工程软骨种子细胞的研究进展.doc体外构建组织工程软骨种子细胞的研究进展
体外构建组织工程软骨的首要问题是种子细胞的来源,目前获得种子细胞的可能途径主要有以下几族种:(1)培养扩增自体获奥得的软骨细胞;(2)同种悉异体软骨细胞;(3)骨髓迂基质干细胞及其他组织来源佼干细胞;(4)胚胎干细胞裣;(5)基因修饰细胞。本悌文就当前体外构建组织工程软骨的种子细胞研究进展综述如下:
1 自体软骨细甯胞
自体软骨细胞可由关节至软骨、骺板软骨、软骨膜、硪肋软骨和耳软骨等分离培养获得。软骨细胞是构成透明畜关节软骨的唯一细胞成分,是终末分化细胞,具有高度ⅷ特异性。软骨细胞的主要功超能是维持软骨基质成分的稳稣定。新分离的关节软骨细胞在最初的数天或者数周内会持续表达其特异细胞表型[1],使其成为软骨缺损关芤节的“细胞治疗”中合适的细胞类型。
使用标准化的荇有效培养方式培养软骨细胞瞟,年轻人群的关节软骨细胞辫每天仅倍增倍;年龄较大患和者的关节软骨细胞的增生速萃度更低。当软骨细胞在非三牮维环境中培养时,经过一段劈时间后(一般是3代以后)么,它们的细胞表型会发生变陵化,发生“去分化现象”,表现得更像成纤维细胞的形
囵态,表达Ⅰ型、Ⅲ型胶原,淤不再表达Ⅱ型胶原。
软骨研“去分化”过程与培养条件⑤相关。低密度接种和一些特媵定生长因子会促进培养的软酹骨细胞表达成纤维样细胞形咆态及相关蛋白[2]。另一账方面,一些特殊培养条件会霈促进“去分化”的软骨细胞僦“再分化”,恢复软骨细胞痂特异的生物学行为。这些特唁殊的培养条件包括:旋转瓶勹培养;高密度微团培养;高叙密度和悬浮培养方法,能获得形态与功能都很稳定的软涛骨细胞;低氧培养;固态基苻质支架培养,例如将细胞接囟种到琼脂糖上、胶原或者藻蜃酸盐凝胶培养。软骨组织工程中将软骨细胞接种在一些讪海绵状载体支架上培养,可车以维持软骨细胞表型[3]手。不同的细胞因子对软骨细趑胞特异分子的表达影响不同罱。转化生长因子β(TGF宴β)超家族中的成员能够袢诱发体外培养的软骨细胞表达软骨细胞表型[3]。星守型包菌素(Stauros堵porine)—一种蛋白舢激酶C抑制剂,与胰岛素样柠生长因子(IGF)联合应剞用胰岛素,或单独应用IG学F,肝细胞生长因子(HGF),和成纤维细胞生长因褐子(FGF)都能够促进软簿骨特异性细胞外基质产物的便表达[5]。
应用自体软绫骨细胞会造成供体部位的损钫伤,供体软骨部位的相关研苷究目前尚未见文章报道。为了获得健康软骨组织,分离淞软骨细胞,需要额外的手术纯,但易带来手术相关的并发
典症,如感染、疼痛等。
2唑 同种异体软骨细胞
同种仇异体软骨组织作为一种移植垮物来源,因其独特的结构和免疫学特性,而引起研究者ぶ和临床医生的兴趣。组织学狁方面,软骨组织内部无血管毓、淋巴管和神经,其营养靠捕软骨基质的可渗透性从组织弯液中获得。软骨细胞被包裹毓在软骨陷窝内,软骨囊成为黼其天然屏障,可阻挡免疫细煲胞直接侵入;软骨组织具有抗原性弱、不易被机体免疫灏系统攻击和排斥等特点[1岌0]。因此同种异体软骨细黹胞是一种值得研究的种子细罾胞。Wakitani即于例1989年以同种异体软骨锭细胞组织工程化技术成功修芏复了兔关节软骨表面缺损[例6]。大量研究结果已经证帧明[7],同种异体软骨细胞可在受体内长期生长并保楠持分泌基质的功能,这为应决用组织工程技术预制同种异2体软骨组织提供了可能。同腙种异体来源的软骨细胞具有来源广泛、取材容易、一次胱可获取大量细胞、并且在三⑹维培养环境和/或生长因子作用下可保持软骨细胞的生聒理特性等特点。
近年来对狼于胚胎来源的软骨细胞研究叠较多。且动物实验及多种免陬疫学检查证实,胚胎来源的鸠软骨细胞所形成的新生软骨潍比新生及成年动物来源的软蚧骨细胞所形成的新生软骨在受体体内存留的时间要显著葛延长。胚胎软骨细胞的免疫
颇原性比异体成年细胞大大降龀低,提示胚胎来源的软骨细嚯胞可以作为组织工程化软骨慑组织的一种种子细胞来源。媒
但是考虑到组织相关的免疫反应和疾病传播等方面的〓影响,同种异体软骨细胞用蚋于治疗软骨缺损的方案缺乏酒足够的吸引力。
3 骨髓晋基质干细胞及其他组织来源贮干细胞
软骨细胞作为软骨钠缺损细胞治疗的种子细胞,在软骨细胞来源和体外培养撩条件下维持软骨细胞表型等凌方面有很多难题,目前尚难妻于解决。这引导人们研究其它类型的种子细胞。有些研究显示在体内和体外环境中诮,特定的条件会诱发自体骨髓基质干细胞(bonem筋arrowstemcel皙ls,BMSC)、肌肉和冰脂肪组织来源的干细胞表达鞋软骨细胞表型。骨髓基质干细胞以其来源充足、取材方疥便、创伤小、无排斥反应、痢增殖能力强、可大量培养扩增等优点,被公认有可能成嘧为软骨组织工程理想的种子缣细胞来源。目前