日本干细胞-干细胞疗法关节软骨损伤再生修复

　　关节软骨覆盖并保护着关节处的长骨末端，具有负重和润滑减少摩擦的能力。由于其无血管和无神经的特性，一旦损伤，其修复和再生非常困难，这已经成为再生医学领域较具挑战性的研究热点之一。

　　临床上，保守治疗（如关节腔注射药物、中医疗法等）和手术治疗（清创术、细胞移植术、微骨折术以及软骨移植术等）均有一定的局限性，只能部分缓解疼痛、改善关节功能，未能有效地实现关节软骨结构和生物功能的重建。

　　干细胞在软骨发育的早期阶段凝集和分化，它具有多向分化潜能，能在特定诱导条件下分化成软骨细胞，被认为是软骨再生修复中的自体细胞治疗和再生策略的较佳来源。

　　研究表明，干细胞在其局部微环境中感知细胞外基质（ECM）组成变化的能力对它们的生存和命运至关重要。

　　因此，由天然和合成聚合物形成的生物功能性支架可模仿天然细胞外基质（ECM）的许多生物学和物理特性，调控干细胞的增殖和定向分化潜能。这一独特机制为关节软骨的修复与再生提供了新的有效途径。

　　干细胞协同生物功能性支架修复软骨缺损的机制

　　促进增殖和分化：软骨诱导性生物材料的研究越来越多，多种天然或合成的高分子材料均被报道有促进干细胞成软骨分化的潜力。

　　结合天然材料和合成材料的优势，优化组成结构、生物力学功能和生物功能性，构建仿生基质微环境调控干细胞定向分化和增殖，有利于加速软骨再生。

　　促进旁分泌：使用生物功能性支架对干细胞旁分泌进行辅助，一方面可以指导干细胞进行特定的细胞因子的分泌，另一方面还可以有效递送细胞分泌的生长因子等信号。

　　有研究表明基质刚度（弹性）会影响旁分泌活性，当将MSC培养在不同刚度的聚丙烯酰胺水凝胶上时，VEGF和IGF随模量增加而上调，而EGF、IL-6和IL-8显示出双相分泌特征。

　　这表明，当需要特定的旁分泌因子时，可以通过优化MSC微环境的机械功能或者其它功能对干细胞的旁分泌进行调控。

　　调节免疫应答：骨关节炎、类风湿关节炎常常引起软骨损伤，这种软骨损伤常伴随着复杂的炎症反应。一些生物功能性支架材料已经被报道能辅助干细胞调节炎症反应。不同分子量的HA会在细胞行为上引发不同的炎症反应。

　　结论：在膝关节软骨损伤患者治疗中运用生物功能支架加骨髓间充质干细胞移植治疗后，能够促进治疗效果有效提高，使机体膝关节功能状况得到明显改善，同时还可以降低并发症发生率，其临床价值显著。

　　未来展望

　　用干细胞进行关节软骨缺损治疗的研究越来越多，目前临床上多采用自体MSC进行相关研究，可以降低免疫排斥反应。

　　因此，利用干细胞衍生物协同功能性生物材料构筑再生修复微环境可能是 软骨损伤或骨关节炎干细胞疗法的有前途的替代方法之一，这可能提升“无细胞”疗法的临床应用潜力。