软骨组织工程中脂肪干细胞:标记物、基因修饰及与支架的理想结合

摘要

背景:软骨损伤和缺损一直以来是困扰骨科和整形科医师的难题,组织工程为修复软骨缺损提供了新的途径.脂肪干细胞的来源充足、提取容易、损伤低、产量高、分离简单、增殖力强、具有多向分化潜能,因此成为软骨组织工程种子细胞的热门选择.目的:文章分析利用脂肪干细胞构建组织工程软骨的影响因素,总结验证脂肪干细胞向软骨细胞分化的方法,讨论构建组织工程软骨的主要瓶颈,并展望利用组织工程手段修复软骨缺损的研究方向.方法:于2017年6月5日在PubMed数据库中以"(((adipose stem cel[Title])OR adipose-derived stem cell[Title])OR adipose-derived mesenchymal stem cell[Title])AND chondrogenic differentiation[Title]"作为检索式检索.于2017年8月4日在SinoMed中以"("脂肪干细胞"[中文标题:智能])AND"软骨"[中文标题:智能]"作为检索式检索.通过标题及摘要选取与脂肪干细胞的向软骨细胞分化相关的文献,并阅读其参考文献的标题和摘要,从中再次选取与脂肪干细胞向软骨细胞分化相关的文献,剔除重复文献.结果与结论:检索符合条件文献35篇,其中近5年文献30篇.SinoMed中符合条件文献71篇,综述9篇,近5年文献22篇.最终纳入文献60篇.转化生长因子β、骨形态发生蛋白及胰岛素样生长因子等均可促进脂肪干细胞向软骨细胞分化,多种生长因子联合应用或将生长因子基因转染入脂肪干细胞,实现长效稳定缓释,是目前的研究热点之一.传统的地塞米松、胰岛素及维生素C,配合几种生长因子的成软骨分化诱导配方仍然是目前的主流诱导方法.利用细胞共培养、微球、支架、动态三维培养,均可有效提高组织工程软骨的构建效率和质量,但是寻找一种理想的支架材料依然是目前的主要问题.此外,细胞来源、培养条件、miRNA、富血小板血清及甲状旁腺素相关肽等也可影响脂肪干细胞向软骨细胞分化.除了细胞形态的改变之外,利用染色或对Sox9、Ⅱ型胶原蛋白、硫酸软骨素及硫酸角质素等软骨特异性基因和蛋白的检测,是验证脂肪干细胞分化为软骨细胞的可靠手段.未来的研究方向集中在寻找脂肪干细胞的特异性标记物,决定外源性生长因子联合应用的顺序和剂量,利用基因修饰种子细胞以及构建理想的支架材料上.