ECM为软骨组织提供结构性支持，同时也是软骨细胞生存的微环境，参与软骨细胞间信息传递，调控软骨细胞的机械性和生理生化行为，包括细胞生长、凋亡、修复等。

成年人的膝关节软骨组织学上可分为四层，包括浅表（切向）层、中层（过渡）、深层（径向）和钙化软骨层（CCZ）。

 

前3层也称为透明软骨层，不同层软骨细胞的形态和分布，以及胶原纤维束的排列均存在差异。

在浅表层，软骨细胞形态为梭形，ECM中蛋白聚糖含量最少，主要由二型胶原纤维构成，胶原纤维排列紧密且与关节软骨表面平行， 呈水平方向。

在中层，软骨细胞形态为圆形，且随机分布，ECM中蛋白聚糖含量最高，胶原纤维呈斜向分布。在深层，软骨细胞形态又大又圆，且与胶原纤维的排列方向相同，均垂直于关节软骨表面。

此外，从浅表层至深层，ECM中水分和胶原纤维的含量显著递减， 终止于钙化软骨层，而胶原纤维直径逐渐递增。

 

在骨软骨生长发育期，骺骨迅速生长至进入软骨原基，在和软骨交接处形成钙化层， 防止骨组织的继续生长。

因此，CCZ是透明软骨和软骨下骨的分界区，此处软骨细胞停止增长，且呈现肥大化，胶原纤维垂直于关节软骨面排列。

CCZ不仅有透明软骨成分，而且还包含软骨下骨的成分，如Ⅰ型、Ⅹ型胶原以及羟基磷灰石等，同时，CZZ起到连接软骨层和软骨下骨的作用， 其独特的结构构成使得它在软骨/骨微环境中发挥至关重要的作用。

 

干细胞是一群来源广泛，具有自我复制和更新能力的细胞群体。一旦机体出现衰老、损伤或死亡细胞，干细胞可按照发育途径，分化生长为可替代细胞。

干细胞具有免疫调节作用，可分泌大量有益的细胞因子和生长因子， 能改善组织微环境，在正常生理状态下，能维持组织结构和功能。

而在病理情况下，干细胞表现出“归巢”特性，能够选择性地向着病变部位迁移，分化成特定功能的细胞，进而修复病变损伤组织使其恢复功能。

然而，越来越多的证据表明，关节腔内注射的干细胞只有一小部分能分化为软骨细胞。

 

干细胞疗法的有效性主要基于旁分泌作用实现，即干细胞通过旁分泌作用向细胞外持续分泌多种细胞因子和细胞外囊泡等生物活性物质。

通过调节损伤部位微环境，改善炎症等途径增强软骨细胞再生和细胞外基质合成能力， 进而促进关节软骨组织的再生修复。

干细胞的差异性使它们在OA治疗的基础研究和临床应用上各具优缺点。

胚胎干细胞具有高度自我更新和多向分化潜能， 在一定的条件下，可自动诱导分化为软骨细胞。

 

然而，研究人员还不能完全控制体内植入的胚胎干细胞的生长分化，这极大地增加了临床应用的风险，因此，目前多用于基础研究。

成体干细胞的增殖能力较弱，不易大量培养，但分化相对稳定，在特定的诱导培养条件下，可定向分化为特定的细胞或组织，临床安全性远高于胚胎干细胞，尤其是间充质干细胞（MSCs）在软骨病变和OA治疗中表现出良好的应用前景。

目前，干细胞治疗OA已进行大量体内外实验，但干细胞疗法仍存在一定的局限性和副作用。

 

如：①诱导的干细胞定向分化的信号通及相关机制不明确； ②干细胞疗法不适用于严重OA患者；③干细胞体外培养的优化条件及在体内的治疗机制尚不明确；

④临床试验设计、注射剂量、注射次数、注射时间、联合使用的最佳支架等有待进一步标准化；⑤干细胞移植后只有少数细胞分化为软骨细胞；

⑥干细胞移植后可能向非治疗目的分化，存在致畸性、异常堆积、血栓形成等副作用；⑦干细胞分离采集、运输储存及对供体年龄的要求较为苛刻。

虽然目前干细胞在软骨组织工程和细胞治疗方面取得了一定的成果，但是干细胞还需更多、更深入的基础研究和临床试验来评估其益处和安全性。

 

近年来，研究发现干细胞对关节软骨组织的再生和修复能力更依赖于旁分泌作用，而非干细胞在体内分化为软骨细胞的能力。

目前，干细胞的旁分泌作用主要体现在抗炎作用和营养作用，利用干细胞旁分泌物治疗OA能起到类似于干细胞的治疗效果。

因此应用干细胞旁分泌物进行OA及其他疾病的治疗已成为当前研究热点。

 

 

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