Synovial mesenchymal stem cells in vivo:Potential key players for joint regeneration

Unlike bone marrow(BM)mesenchymal stem cells(MSCs),whose in vivo identity has been actively explored in recent years,the biology of MSCs in the synovium remains poorly understood.Synovial MSCs may be of great importance to rheumatology and orthopedics because of the direct proximity and accessibility of the synovium to cartilage,ligament,and meniscus.Their excellent chondrogenic capabilities and suggested transit through the synovial fluid,giving unhindered access to the joint surface,further support a pivotal role for synovial MSCs in homeostatic joint repair.This review highlights several unresolved issues pertaining to synovial MSC isolation,topography,and their relationship with pericytes,synovial fibroblasts,and synovial fluid MSCs.Critically reviewing published data on synovial MSCs,we also draw from our experience of exploring the in vivo biology of MSCs in the BM to highlight key differences.Extending our knowledge of synovial MSCs in vivo could lead to novel therapeutic strategies for arthritic diseases.

淫羊藿苷含药血清促进3种细胞共培养体系中软骨细胞增殖和干细胞成软骨分化

背景:关节软骨损伤修复能力十分有限,组织工程技术为修复受损软骨提供了新的治疗方案,其中软骨细胞、骨髓间充质干细胞和滑膜间充质干细胞之间的相互影响和诱导作用是自体软骨损伤愈合的基础。目的:构建软骨细胞-骨髓间充质干细胞-滑膜间充质干细胞共培养体系用以模拟软骨细胞体内微环境,并探究其最佳细胞接种比例,同时观察淫羊藿苷含药血清对该体系中软骨细胞增殖和干细胞成软骨分化的影响。方法:提取、培养、鉴定大鼠膝关节软骨细胞、骨髓间充质干细胞和滑膜间充质干细胞,按不同细胞接种比例构建软骨细胞-骨髓间充质干细胞-滑膜间充质干细胞非接触共培养体系,共培养72 h后观察软骨细胞增殖活性和表型能力,选择综合效应最佳的共培养体系;用淫羊藿苷溶液(0.25 mg/m L)灌胃新西兰大白兔制备淫羊藿苷含药血清,对照组共培养体系用含体积分数为10%胎牛血清、1%双抗的高糖DMEM培养液培养,实验组共培养体系在此基础之上加入体积分数为10%淫羊藿苷含药血清进行干预,24,48 h后检测两组软骨细胞增殖活性和Ⅱ型胶原表达,14 d后采用免疫荧光染色检测骨髓间充质干细胞、滑膜间充质干细胞成软骨分化情况。结果与结论:(1)3种细胞以不同比例共培养时均可正常贴壁生长,当软骨细胞、骨髓间充质干细胞、滑膜间充质干细胞接种比例为2∶1∶1时,共培养体系中软骨细胞表现出最佳增殖活性和表型能力;(2)与对照组相比,实验组培养24 h后软骨细胞增殖活性和Ⅱ型胶原表达显著升高(P<0.01),48 h后两组仍有差异(P<0.05),培养14 d后两组骨髓间充质干细胞和滑膜间充质干细胞出现明显的软骨分化,部分细胞呈现圆形或椭圆形,胞浆Ⅱ型胶原免疫荧光染色为阳性,实验组荧光强度明显高于对照组(P<0.01);(3)结果表明,以非接触共培养方法可以成功建立软骨细胞-骨髓间充质干细胞-滑膜间充质干细胞共培养体系且细胞比例为2∶1∶1时软骨细胞增殖活性和表型能力最佳;同时淫羊藿苷含药血清具有促进该体系中软骨细胞增殖及骨髓间充质干细胞、滑膜间充质干细胞成软骨分化的作用。

滑膜间充质干细胞联合富血小板血浆在软骨损伤修复中的研究

目的:对比滑膜间充质干细胞(SMSCs)、富血小板血浆(PRP)及两者联合的膝关节腔注射3种治疗方式对于兔软骨损伤的修复效果。方法:选取新西兰大耳兔24只,采用手术在兔膝关节中建造软骨损伤模型,采用随机数表法将软骨损伤模型分为空白组、单独SMSCs关节腔注射组(SMSCs组)、单独PRP关节腔注射组(PRP组)和SMSCs联合PRP关节腔注射组(SMSCs+PRP组)4组,每组6只。剔取4组兔关节滑膜进行SMSCs的体外培养,并进行SMSCs的形态学观察及鉴定。抽取兔静脉血,离心制备PRP,对比PRP与全血中血小板及生长因子的含量。将SMSCs和PRP注射入已造模的3组兔膝关节腔中,于注射治疗2、4和6周后根据国际软骨修复协会(ICRS)软骨修复评分对各组的软骨缺损区的修复情况进行评价。结果:兔膝关节滑膜的原代滑膜细胞分离初为圆形,传代后均为梭形。4组的SMSCs表面抗原CD73、CD90和CD105检测阳性率分别为100%、99.22%和99.99%,CD45检测0.5%,具备干细胞的性质。4组的血小板计数显示PRP中血小板浓度约为全血的6倍。PRP中血小板源性生长因子(PDGF)、转化生长因子-β(TGF-β)和血管内皮生长因子(VEGF)的浓度水平分别为(569.15±57.48)ng/ml、(633.56±63.90)ng/ml和(1243.55±106.04)ng/ml,约为全血中的5倍、6倍、7倍。关节腔注射治疗后2周时,4组的软骨修复评分差异均无统计学意义(P>0.05);注射治疗4周、6周后,SMSCs+PRP组软骨修复宏观形态学及组织学评分较空白组显著提高,差异均有统计学意义(t4周=6.35、9.15,t6周=8.16、8.60,P<0.05);结论:SMSCs联合PRP对于兔软骨损伤的修复效果明显优于单独进行PRP和单独SMSCs的治疗,且均优于未进行治疗情况,SMSCs联合PRP能够显著提高软骨损伤自我修复的效果。

腺病毒介导BMP-4转染兔SMSCs软骨分化研究

目的研究腺病毒介导BMP-4并带有绿色荧光蛋白(EGFP)基因转染兔滑膜间充质干细胞(SMSCs)向软骨细胞分化的可行性。方法兔膝关节腔取材,用Ⅰ型胶原酶消化分离获取SMSCs,采用流式细胞技术检测表面标记物。构建包含BMP-4基因和EGFP基因的腺病毒载体(Ad-BMP-4)并包装病毒。用不同感染复数(MOI分别为50、100、200、300、400、500)的病毒感染SMSCs,观察各组转染效率及检测不同MOI条件下细胞生长曲线,确定最合适的病毒感染滴度。进而应用ELISA检测分析染后的SMSCs是否进入软骨细胞分化谱系。结果经分离纯化后获取的SMSCs形态学表现出间充质干细胞应有的结构,表面标记蛋白CD44、CD90高度表达,但CD34、CD45基本不表达,符合SMSCs的特征。分别以50、100、200、300、400、500MOI感染后,感染效率分别为54.3%、72.2%、77.8%、85%、86.6%、89.3%,而且感染效率依赖MOI高低,结合生长曲线300MOI为最佳感染滴度。ELISA法检测发现BMP-4显著高表达,同时软骨基因相关蛋白SOX9、COLⅡ及AGC蛋白也高表达。结论应用300MOI重组腺病毒感染兔SMSCs细胞,能维持细胞正常增殖水平,且能快速高效地表达BMP-4并激活其他软骨相关基因,可促使SMSCs向软骨细胞分化。

低强度脉冲超声作用于膝骨关节炎炎症相关信号通路的研究进展

膝骨关节炎(KOA)是一种包含关节软骨、滑膜、软骨下骨以及关节周围韧带肌肉等组织结构发生病理性改变的退行性全关节疾病。KOA的发病与关节软骨的代谢失衡及细胞因子的启动有关,特别是白细胞介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的高表达。其出现于KOA的多条致病信号通路中,调控KOA的细胞内活动,在软骨细胞破坏、细胞外基质减少、软骨重塑异常、软骨下骨化和滑膜炎症等病理过程中扮演重要的角色。低强度脉冲超声(LIPUS)作为一种无创安全的物理治疗手段,其本质上是一种强度较低的机械能,通过其空化效应等物理刺激可以使其效应细胞产生一系列理化反应。LIPUS在KOA的临床应用中疗效确切,可通过调节IL-1β和TNF-α等炎症相关信号通路的活性而达到消炎止痛、促进软骨修复的作用。其治疗机制包括:①LIPUS可通过增强滑膜中巨噬细胞的自噬途径及抑制核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体通路使巨噬细胞产生IL-1β减少,减轻炎症反应;也可通过经典无翅型MMTV整合位点家族蛋白(Wnt)/β-连环蛋白信号通路作用于滑膜中的成纤维细胞从而抑制滑膜纤维化。②LIPUS通过抑制IL-1β诱导的核因子活化B细胞κ轻链增强子(NF-κB)信号通路及调控丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)信号通路来促进软骨细胞生成细胞外基质,调节软骨细胞代谢,保护软骨。③LIPUS通过激活细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)和磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶B(PI3K-Akt)信号通路促进间充质干细胞增殖分化,也可通过整合素-雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路来促进间充质干细胞产生转化生长因子β1(TGF-β1)以促进软骨形成。最新研究还发现LIPUS通过自噬途径促进间充质干细胞的迁移和外泌体释放来修复软骨,为未来LIPUS的联合治疗方向提供新思路。通过对LIPUS作用于KOA炎症相关信号通路的研究进展进行综述,为LIPUS的临床研究及联合治疗方案提供理论依据。

SMSC-EXO来源lncRNA-SNHG14对OA大鼠软骨细胞损伤及炎性痛的调节作用和机制研究

目的:探讨滑膜间充质干细胞(SMSC)外泌体(EXO)来源的长链非编码RNA(lncRNA)SNHG14(SMSC-EXO-SNHG14)对骨关节炎(OA)中软骨细胞损伤及炎性疼痛缓解的作用和机制。方法:通过分离过表达SNHG14的SMSC的EXO,获得SMSC-EXO-SNHG14。使用SMSC-EXO-SNHG14治疗OA软骨细胞和OA大鼠。用IL-1β处理大鼠软骨细胞以建立OA的体外模型,通过CCK-8和transwell测定评估软骨细胞增殖、迁移能力。注射碘乙酸钠建立大鼠OA模型。造模6周后采集大鼠膝关节标本和背根神经节(DRG)进行组织学分析。在模型建立前和模型建立后1、2、4和6周评估机械缩爪阈值(PWT)和热缩爪潜伏期(PWL),并通过Western blotting和ELISA检测软骨降解和炎症相关标志物的表达。结果:体外SMSC-EXO-SNHG14可被软骨细胞内吞。SMSC-EXO-SNHG14处理显著减弱了IL-1β对软骨细胞增殖和迁移的抑制作用(P<0.05),IL-1β诱导的COL2A1下调和MMP13的上调(P<0.05)。SMSC-EXO-SNHG14治疗显著上调OA大鼠软骨组织中的COL2A1蛋白和下调MMP13蛋白(P<0.05)。在第2、4和6周,与未处理的OA大鼠相比,SMSC-EXO-SNHG14处理的OA大鼠的PWL显著改善(P<0.05)。此外,SMSC-EXO-SNHG14治疗显著减轻了OA大鼠DRG组织中降钙素基因相关肽(CGRP)和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的上调(P<0.05)。结论:SMSC-EXO-SNHG14可有效促进OA大鼠的软骨修复,以及减轻膝关节炎症和疼痛。

颞下颌关节滑膜间充质干细胞成骨潜能的实验研究

目的研究滑膜间充质干细胞的成骨潜能。方法用2g/L的Ⅰ型胶原酶消化获得滑膜细胞,待细胞汇合后用有限稀释法进行单细胞克隆,筛选出滑膜间充质干细胞(SMSC)。取第3代SMSC进行成骨诱导培养,每天观察细胞形态,并于培养7d后检测ALP活性和骨桥蛋白的表达,RT_PCR检测核心结合因子al(cbfal)mRNA的转录;培养30d后作VonKossa′s染色,检测成骨化程度。结果SMSC在体外培养形成葵花样细胞集落,胞浆突起明显,相互连接成网状;成骨化诱导剂可诱导SMSC定向分化为多形性成骨细胞,细胞ALP染色阳性,骨桥蛋白强阳性,电泳显示有cbfal的特异性条带,矿化区经VonKossa′s染色呈阳性反应。结论经体外纯化的SMSC可定向诱导分化为成骨细胞,符合成骨细胞的生物学特征。

三维环境下软骨细胞诱导滑膜间充质干细胞向软骨样细胞的分化

背景:体外环境下软骨细胞与滑膜间充质干细胞共培养能够使滑膜间充质干细胞向软骨分化,关于体内环境下细胞共培养诱导干细胞分化的研究很少。目的:拟将滑膜间充质干细胞/软骨细胞与壳聚糖/Ⅰ型胶原复合支架材料植入大鼠背部皮下,了解细胞复合支架在体内向软骨分化的情况。方法:取SD大鼠膝关节滑膜组织及软骨组织,用酶消化法获得滑膜间充质干细胞及软骨细胞分别进行培养。实验设单纯软骨细胞组,单纯滑膜间充质干细胞组,滑膜间充质干细胞︰软骨细胞为1︰2组,无细胞材料组,取第3代滑膜间充质干细胞及第2代软骨细胞培养于壳聚糖/Ⅰ型胶原复合支架材料中移植于SD大鼠皮下,4,8周时取材进行苏木精-伊红染色、甲苯胺蓝染色和免疫组织化学检测。结果与结论:植入4,8周后,细胞支架材料保持圆盘状,单纯软骨细胞组、滑膜间充质干细胞︰软骨细胞为1︰2组可见细胞及细胞基质Ⅱ型胶原阳性表达,单纯软骨细胞组、滑膜间充质干细胞︰软骨细胞为1︰2组蛋白聚糖阳性表达,结果表明两种细胞混合培养于壳聚糖/Ⅰ型胶原复合支架材料中,在体内环境下能够形成软骨样组织。

软骨细胞上清液诱导滑膜间充质干细胞微团培养成软骨

背景:滑膜间充质干细胞在体外具有多向分化的能力,有望成为软骨组织工程中治疗软骨缺损的种子细胞,在其向软骨细胞分化过程中,合适的生长因子起了重要作用。目的:利用富含生长因子的软骨细胞上清液诱导滑膜间充质干细胞向软骨细胞分化,并对其鉴定。方法:采用消化法分别获得SD大鼠滑膜间充质干细胞、软骨细胞。收集软骨细胞上清液离心、过滤冻存备用。培养滑膜间充质干细胞至第3代后离心成微团,并用软骨细胞上清液进行成软骨诱导分化,通过形态学观察、免疫组织化学法、RT-PCR检测进行鉴定。结果与结论:滑膜间充质干细胞使用软骨细胞上清液成软骨诱导21 d后,微团可见似软骨样组织。免疫组化法进行Ⅱ型胶原鉴定,基质能被Ⅱ型胶原染色,细胞染色呈现棕黄色。RT-PCR结果显示诱导后的微团表达软骨特异性基因Ⅱ型胶原和蛋白聚糖。证实软骨细胞分泌的可溶性因子可以诱导大鼠滑膜间充质干细胞向软骨方向分化。

人关节液促进骨髓间充质干细胞的定向分化

背景:目前的众多研究都是通过体外加入生长因子诱导骨髓间充质干细胞分化,但该方法细胞因子用量大,成本高,随着培养次数的增加,其成软骨潜能明显降低。目的:混合培养人关节液与人骨髓间充质干细胞,观察共培养系统对人骨髓间充质干细胞定向诱导分化的影响。方法:采用全骨髓、贴壁培养法培养和分离人骨髓间充质干细胞,无菌操作下抽取健康志愿者的膝关节液,将其与P3代细胞混合用于实验,分为3组,关节液+完全培养基,关节液+人骨髓间充质干细胞+完全培养基,人骨髓间充质干细胞+完全培养基。每天在倒置显微镜下观察细胞形态变化和生长情况,分别于诱导后第7,14,21天行甲苯胺蓝染色检测和Ⅱ型胶原免疫组化染色检测。结果与结论:人关节液与人骨髓间充质干细胞混合培养后,细胞增殖速度减慢,由长梭形变为多角形、椭圆形,细胞外基质呈甲苯胺蓝异染性阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。说明关节液对人骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化有正性促进作用,关节液中可能含有促人骨髓间充质干细胞向软骨细胞方向分化的物质。

滑膜间充质干细胞修复膝关节软骨损伤的应用与进展

背景:膝关节软骨损伤后很难愈合,是临床上亟需解决的重要课题。目的:总结滑膜间充质干细胞在膝关节软骨损伤治疗上的优越性。方法:用英文主题词"Knee Joint,Cartilage,Synovial Membrane,Tissues,Injuries,Repair"在Pub Med数据库中检索2005年8月至2015年8月文献总共625篇。采纳并分析滑膜间充质干细胞治疗膝关节软骨损伤文献48篇。排除其他非滑膜间充质干细胞及非膝关节软骨损伤治疗的相关文章,保留35篇文章进行综述。结果与结论:应用滑膜间充质干细胞治疗膝关节软骨损伤,能够获得更加理想的治疗效果,损伤组织本身固有的间充质干细胞是修复损伤组织的最佳种子细胞。

滑膜间充质干细胞修复软骨损伤:具有临床转化机制的话题(英文)

背景:软骨损伤目前仍然是临床上难以完全治愈的一大难题。近来,滑膜间充质干细胞的发现为该病变的治疗带来了新的希望。目的:综合近几年文献探讨滑膜间充质干细胞的特性、培养条件、临床前及临床研究等关于软骨修复的研究进展。方法:应用计算机检索1993年1月至2013年5月PubMed数据库和SpringerLink数据库中的相关文章,检索词为"synovial mesenchymal stem cells,cartilage repair",并参阅其他相关的著作及高影响因子的相关文献.结果与结论:最终纳入符合标准的文献37篇。滑膜间充质干细胞较之其他间充质干细胞具有更强的增殖、集落形成和软骨化能力。骨关节炎、类风湿关节炎等疾病可影响其细胞特性。已有大量文献集中于其体外细胞培养及动物体内细胞移植方面的研究。然而,该治疗方法的研究尚处于初步阶段。关于其细胞鉴别特性、理想培养条件及高质量临床研究方面的报道仍相当缺乏。总而言之,尽管研究有待深化,滑膜间充质干细胞仍不失为一种未来修复软骨损伤领域有前景的细胞资源。

软骨上清液与转化生长因子诱导滑膜间充质干细胞向软骨细胞分化的对比研究

目的:对比使用软骨上清液和转化生长因子两种方法诱导滑膜间充质干细胞向软骨细胞分化。方法:分别采用消化法获取SD大鼠滑膜间充质干细胞和软骨细胞。体外扩增。实验组一:通过软骨细胞上清液诱导滑膜间充质干细胞向软骨方向分化。实验组二:通过软骨诱导液(TGF-β1,ITS+Premix,2-磷酸抗坏血酸等)诱导滑膜间充质干细胞向软骨方向分化。培养21d后通过形态学、免疫组织化学法检测其生物学特性,RT-PCR检测诱导后产物Ⅱ型胶原RNA含量。结果:2种诱导方法均能诱导滑膜间充质干细胞成软骨细胞方向分化。在形态学可见2组诱导后产物成软骨样结构,呈乳白色,质地韧。免疫组织化学鉴定基质能被Ⅱ型胶原染色,细胞染色呈现棕黄色。RT-PCR结果显示诱导后的微团表达软骨特异性基因Ⅱ型胶原和蛋白聚糖。结论:两组实验组均能诱导滑膜间充质干细胞向软骨方向分化。对比两种实验方法,使用上清液诱导滑膜间充质干细胞向软骨方向分化能力更强。

骨关节炎关节液促进滑膜间充质干细胞软骨分化

目的观察骨关节炎(OA)关节液对滑膜间充质干细胞(SDSCs)软骨分化能力的影响。方法用OA患者手术切除的滑膜组织标本分离培养SDSCs并诱导成软骨分化。将OA患者的关节液加入诱导后的SDSCs培养液中,模拟体内的OA关节环境继续培养(实验组),以不加OA关节液的SDSCs作为对照组。测量两组SDSCs形成的软骨小球的直径,采用实时荧光定量PCR和蛋白质印迹法检测成软骨相关标志物COLⅡ、Aggrecan、SOX9的mRNA及蛋白表达。结果 OA关节液处理16d后,实验组软骨小球直径大于对照组(P<0.05),COLⅡ、Aggrecan、SOX9mRNA和蛋白的表达均高于对照组(P<0.05)。结论 OA关节液能够促进SDSCs软骨分化。

滑膜间充质干细胞与软骨细胞接触式共培养构建软骨的初步研究

目的:探讨大鼠软骨细胞与滑膜间充质干细胞以1∶1比例接触式共培养,评价软骨细胞诱导干细胞在体外成软骨方向分化。方法:相同培养基体外培养大鼠滑膜间充质干细胞与软骨细胞,扩增至第3代滑膜间充质干细胞与第1代软骨细胞按1∶1比例混匀,以1×106/mL为终浓度的微团体外培养作为实验组,以相同终浓度细胞数的软骨细胞和滑膜间充质干细胞作为对照组,每组各接种6组。各组标本于体外培养21d后,通过形态学观察,组织学染色,RT-PCR检测产物等方法对其新生软骨进行评价。结果:实验组及对照组体外培养21d后,形成微团似软骨样组织,质地较韧,乳白色。免疫组化法进行Ⅱ型胶原鉴定,基质能被Ⅱ型胶原染色。RT-PCR结果显示诱导后的微团表达软骨特异性基因Ⅱ型胶原和蛋白聚糖。结论:滑膜间充质干细胞与软骨细胞通过接触式共培养形成较成熟的软骨。

脂肪和滑膜来源间充质干细胞成软骨分化能力的比较

目的:比较人膝关节脂肪来源间充质干细胞(ADSCs)和滑膜来源间充质干细胞(SDSCs)的成软骨分化能力,寻找更为合适的种子细胞来治疗骨性关节炎软骨病损。方法:取20例骨性关节炎患者的髌下脂肪垫、滑膜组织和剥离的软骨,分离、培养ADSCs、SDSCs和炎性软骨细胞(ICs),观察增殖和分化情况。收集体外3D培养7、14、21 d的3种细胞培养液上清,应用ELISA检测IL-1、IL-6和IL-10的分泌情况。取3D培养21 d获得的细胞团块,测量其直径并经番红O、阿尔新蓝及Ⅱ型胶原免疫组化染色分析细胞成软骨分化情况。结果:3种细胞均呈现类成纤维细胞形态,其中ICs多为短梭形多分支,而ADSCs和SDSCs多为长梭形。不同时间点ICs分泌的IL-1和IL-6高于SDSCs和ADSCs,ADSCs分泌的IL-10高于SDSCs及ICs(P <0. 05)。3D培养21 d后,SDSCs细胞团块直径大于ICs和ADSCs(P <0. 05)。阿尔新蓝和番红O染色结果发现,SDSCs和ICs的阳性区域面积大于ADSCs(P <0. 05);Ⅱ型胶原免疫组化染色结果发现ICs和SDSCs阳性区域面积均大于ADSCs(P <0. 05)。结论:SDSCs成软骨分化能力较强,ADSCs的抗炎作用较强。

人滑膜间充质干细胞的分离培养与鉴定

背景:软骨一旦损伤将很难自我修复,组织工程学修复损伤软骨是目前的研究热点。组织工程学中找到合适的"种子细胞"至关重要。滑膜间充质干细胞(SMSCs)因较其他来源的间充质干细胞成软骨能力、增殖能力更强,且细胞容易获取、对机体损伤小等优点,越来越受到研究者的青睐。目的:探讨人SMSCs体外分离、培养的方法与步骤,探索对SMSCs进行鉴定的最新方法。方法:关节镜下获取11例行关节镜手术患者的滑膜组织,按照Pei等[6]的方法分离培养滑膜干细胞;从细胞形态学观察、细胞生长曲线分析、CCK-8测定增殖活力、流式细胞仪检测细胞周期和细胞表面抗原、对SMSCs进行成脂/成骨/成软骨诱导、免疫细胞荧光染色以及RT-PCR检测成脂/成骨/成软骨相关基因的表达等方面对SMSCs进行鉴定。结果与结论:按照Pei等的方法可以成功地从人滑膜组织中分离出干细胞,分离出的干细胞具有间充质干细胞特异性表型和多向分化潜能。

滑膜间充质干细胞关节腔内注射治疗关节软骨损伤

背景:研究显示,在众多的种子细胞中滑膜间充质干细胞对关节软骨损伤再生修复具有许多独特的优势。目的:对滑膜间充质干细胞的研究进展及其关节腔内注射治疗关节软骨损伤的应用进行综述。方法:第一作者通过计算机检索Pub Med和CNKI数据库2004年1月至2014年12月的相关文献,检索关键词为"滑膜间充质干细胞、注射治疗、软骨修复;Synovial mesenchymal stem cells;Intra-articular injection;Cartilage repair",纳入57篇文献进行分析。结果与结论:滑膜间充质干细胞分离培养方法简便,在软骨损伤修复方面具有很大的优势,通过将其注射于关节腔内治疗关节软骨损伤具有一定的可行性和安全性,作为一种潜在的治疗方式,有望给软骨损伤患者带来曙光,但仍然存在诸多问题,还需要进一步深入研究。

滑膜组织在脐带间充质干细胞治疗骨关节炎中的作用及机制

目的探讨骨关节炎(OA)兔滑膜的改变及脐带间充质干细胞(UC-MSCs)对OA的治疗作用及相关机制。方法选取健康成年新西兰大白兔15只,分为对照组、OA模型组、UC-MSCs干预组3组,每组各5只。OA造模成功后给予干预组关节腔内注射UC-MSCs,干预4周后观察关节影像学改变及病理学改变;取各组滑膜组织通过免疫组化方法检测滑膜组织IL-6、基质金属蛋白酶-13(MMP-13)等炎症因子的水平及细胞外信号调节激酶(ERK)等表达水平,并采用Western blot方法检测滑膜组织IL-6、MMP-13、ERK、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)蛋白等表达水平。结果磁共振检查显示,与对照组相比,OA模型组兔膝关节滑膜明显增厚,关节腔积液明显增多;UC-MSCs干预组关节滑膜增厚、关节腔积液均较OA模型组明显改善。病理学观察显示,OA模型组关节滑膜炎性细胞较对照组明显增多,滑膜增生、水肿明显,UC-MSCs干预组较OA模型组滑膜炎性细胞浸润减轻,滑膜增生、水肿明显减轻。免疫组化结果显示,OA模型组兔滑膜IL-6、MMP-13、ERK水平较对照组明显升高(P<0.05)。UC-MSCs干预组ERK、MMP-13水平较OA模型组下降,差异有统计学意义(P<0.05),IL-6水平较OA模型组下降不明显,差异无统计学意义(P>0.05)。Western blot结果显示,模型组IL-6、MMP-13、MAPK、ERK表达水平均较对照组明显升高,差异有统计学意义(P<0.05);UC-MSCs干预组IL-6、MMP-13、MAPK、ERK表达量较OA模型组明显下降(P<0.05)。结论OA病程中存在滑膜组织炎症反应改变,滑膜的炎症因子参与OA形成及进展;UC-MSCs对OA兔滑膜具有保护作用,与其抑制炎症反应相关。

骨关节炎患者膝关节滑膜组织来源间充质干细胞的增殖与分化

背景:相对于其他来源的间充质干细胞,滑膜间充质干细胞来源丰富,并且滑膜组织可以在部分切除后迅速再生,并发症少,已逐渐成为近年来干细胞研究的热点。目的:观察骨关节炎患者膝关节滑膜组织来源间充质干细胞的增殖和定向分化能力。方法:对滑膜组织来源间充质干细胞进行分离及培养,采用MTT法检测细胞增殖能力,于成骨诱导第7天定量检测碱性磷酸酶活性,诱导第7,14,21天检测成骨相关基因表达,诱导第21天行茜素红染色。结果与结论:1第3代滑膜间充质干细胞增殖速度较快,接种第1,2天处于潜伏期,3-6 d为对数增长期,第7天细胞增殖速度变慢,进入平台期。2成骨诱导后第3,7,10天诱导组碱性磷酸酶活性均显著高于对照组(P<0.05)。成骨诱导21 d,茜素红染色阳性,细胞外基质中出现钙沉积以及钙结节。3成骨诱导第7天可见骨结合蛋白以及Runx-2的表达,至第21天时,骨结合蛋白以及Runx-2的表达水平达到最大值。4以上结果表明来源于晚期骨关节炎患者膝关节滑膜组织的间充质干细胞具有很强的增殖能力,在体外可成功诱导分化为成骨细胞。