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脐带间充质干细胞来源外泌体更适合作为治疗骨关节炎的新疗法 | 贵州省骨科医院

 干细胞与外泌体 2023-06-10 发布于广东

贵州省骨科医院骨外科的临床研究团队研究发现脐带间充质干细胞来源外泌体的产量和纯度均高于骨髓间充质干细胞来源外泌体,且脐带间充质干细胞来源外泌体对骨关节炎的治疗效果优于骨髓间充质干细胞来源外泌体,因此脐带间充质干细胞来源外泌体更适合作为治疗骨关节炎的新疗法。

骨关节炎是中老年人群最常见的关节退行性疾病,主要 表现为关节软骨变性、破坏以及骨质增生 。
由于关节软骨缺 乏血液供应,其再生和分化能力较弱,因此一旦损伤就无法自我修复。前传统的药物或手术治疗只能缓解症状,无法使 关节软骨得到有效的再生修复
随着再生医学的发展,间充质干细胞被认为是一种有希望治疗骨关节炎的细胞疗法。
间充质干细胞是一类从骨髓、脂肪、滑膜、脐带等多种组织或器官中分离出的具有干细胞特征的多能成体干细胞, 其最主要特征是高增殖活性、多向分化能力、免疫活性低等。
有学者认为干细胞治疗骨关节炎的机制是间充质干细胞增殖和分化为新的关节软骨,但是最新研究表明关节腔内注射的间充质干细胞只有小部分存活。
越来越多的研究认为间充质干细胞是通过分泌多种营养因子来改善关节腔的微环境,协调细胞的迁移和增生,在这些旁分泌因子中, 外泌体被认为是最具生物学效应的物质。
外泌体是一类直径 60-150 nm 大小的双层脂质囊泡, 其中含有来自母细胞的 DNA、mRNA、microRNA 和蛋白质等。目前很多研究证明间充质干细胞来源外泌体可以修复多种组织损伤,包括皮肤损伤、心肌坏死、肝纤维化等。
不同组织来源间充质干细胞在治疗骨关节炎方面存在差异,目前以骨髓间充质干细胞 (BMSC) 和脐带间充质干细胞 (UMSC) 的研究报道最多,然而它们各自分泌的外泌体在治疗骨关节炎方面是否也存在差异尚未见报道。
不同来源间充质干细胞外泌体治疗骨关节炎疗效的比较
贵州省骨科医院骨外科的临床研究团队2022年9月在行业专业期刊《中国组织工程研究》发表了题为《不同来源间充质干细胞外泌体治疗骨关节炎疗效的比较》的临床研究成果。
该研究指出,在过去的数十年中,间充质干细胞作为组织工程种子细胞,在骨关节炎治疗中展现出了强大的疗效,在国内已开展了多项临床注册试验。
研究表明,间充质干细胞主要依靠旁分泌效应释放外泌体等载体在体内发挥治疗作用。
该临床团队为了比较骨髓间充质干细胞来源外泌体和脐带间充质干细胞来源外泌体治疗骨关节炎的效果开展了相关体内和体外试验。
研究人员,采用超速离心法提取骨髓间充质干细胞来源外泌体和脐带间充质干细胞来源外泌体,采用透射电镜、Nanosight和Western blot鉴定两种外泌体;采用白细胞介素1β与软骨细胞共培养体外模拟骨关节炎环境,通过CCK-8、Western blot、qPCR评估两种外泌体对骨关节炎软骨细胞增殖、凋亡和细胞外基质分泌的影响;建立Ⅱ型胶原酶诱导的大鼠骨关节炎模型,通过大体和组织学染色评估体内注射两种外泌体治疗骨关节炎的疗效,ELISA检测关节液中白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α水平。
主要观察指标 ①外泌体的鉴定结果;②外泌体的产量 和纯度;③外泌体对软骨细胞活性的影响;④外泌体对骨关 节炎大鼠的治疗作用。
结果表明:脐带间充质干细胞来源外泌体的产量和纯度均高于骨髓间充质干细胞来源外泌体,且脐带间充质干细胞来源外泌体对骨关节炎的治疗效果优于骨髓间充质干细胞来源外泌体,因此脐带间充质干细胞来源外泌体更适合作为治疗骨关节炎的新疗法。
该实验首次比较了 BMSC-Exos 和 UMSC-Exos 在骨关节炎中的治疗作用,发现无论在体外白细胞介素 1β 诱导的骨关节炎软骨细胞实验中还是在体内Ⅱ型胶原酶诱导的骨关节炎大鼠模型中,两种外泌体均能有效减轻骨关节炎症状,且 UMSC-Exos 的治疗效果优于 BMSC-Exos。
此外还发现 UMSC-Exos 的产量和纯度较高,这与科学家 HARASZTI 等的研究结果一致,因此 UMSC 作为外泌体治疗骨关节炎的母细胞可能更加合适。
目前已有多项临床注册试验研究间充质干细胞对人体多种器官组织的治疗效果,然而作为细胞治疗方法,它仍存在较多的争议,包括活体细胞来源的伦理问题,细胞制备、存储、运输的后勤保障问题,以及细胞注射到人体后的生物安全性和有效性问题等。因此,如果间充质干细胞的衍生物—— 外泌体,能达到和细胞本身一样的治疗效果,则这种非细胞治疗将更加安全和经济。

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