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影响肌腱干细胞分化的因素

中国组织工程研究 2024年第13期28卷 2098-2104页

作者：逯静薇吕可馨蒋莉陈艺萱石厚银李森西南医科大学体育学院四川省泸州市646000 西南医科大学附属中医医院四川省泸州市646000

背景:肌腱病是一种肌肉骨骼疾病,以疼痛和活动能力下降为特征,伴有胶原蛋白紊乱和血管增生的病理变化。肌腱病常易发生在运动员、体力劳动者和老年人身上。肌腱病的机制之一是“失败的愈合反应”,而导致失败愈合反应的部分原因是肌腱干... 详细信息

背景:肌腱病是一种肌肉骨骼疾病,以疼痛和活动能力下降为特征,伴有胶原蛋白紊乱和血管增生的病理变化。肌腱病常易发生在运动员、体力劳动者和老年人身上。肌腱病的机制之一是“失败的愈合反应”,而导致失败愈合反应的部分原因是肌腱干细胞的错误分化。目的:通过阅读相关文献,介绍肌腱干细胞的特性,总结影响肌腱干细胞向肌腱细胞分化的因素以及导致肌腱干细胞错误分化(分化为脂肪细胞、骨细胞和软骨细胞)的因素,同时阐述肌腱干细胞在临床中的应用局限。方法:检索PubMed及Web of Science数据库中相关文献,检索词为“Tendon Stem/Progenitor Cells,Tendinopathy,Tendon injury,differentiation”,通过阅读筛选出相关文献,最终纳入109篇文献进行结果分析。结果与结论:①肌腱干细胞是可以自发分化为肌腱的一种干细胞,它具有自我更新、克隆和多向分化的能力,不同的外部条件作用于肌腱干细胞可以导致其向不同方向分化。调节肌腱干细胞命运的具体因素并不确定。当肌腱中的干细胞更新和分化出现异常时,会导致肌腱愈合失败,进而导致肌腱病。②衰老、细胞外基质成分的变化、过度的机械刺激、前列腺素E2和白细胞介素6以及白细胞介素10和一些系统性疾病可能对调控肌腱干细胞的错误分化有重要意义。③促进肌腱干细胞向腱细胞分化的可能有利因素有:一些生长因子和细胞因子、适度的机械刺激和细胞外基质的地形、低氧张力、药物以及某些转录基因和蛋白。④目前最为理想的治疗手段则是对内源性肌腱干细胞进行调节,或者外源性肌腱干细胞刺激内源性肌腱干细胞的增殖分化。⑤未来研究进一步了解调节肌腱干细胞错误分化的因素,可深入了解肌腱病的发病机制并找到治疗靶点,阐述诱导肌腱干细胞向肌腱分化则可促进其在组织工程中的应用。

关键词：肌腱干细胞干细胞肌腱病肌腱损伤肌腱愈合肌腱干细胞分化生长因子组织工程影响因素综述

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肌腱干细胞来源外泌体在跟腱病中的研究进展

内蒙古医学杂志 2024年第5期56卷 605-608页

作者：王大鹏王继宏王永飞殷超姜东张国荣徐海涛丁皓内蒙古医科大学研究生学院呼和浩特010059 内蒙古医科大学第二附属医院手足显微外科中心B区呼和浩特010010

跟腱病是一种常见的慢性损伤疾病,经常引起疼痛甚至造成残疾。跟腱自身的再生能力较差,且跟腱病具有愈合时间长、再损伤率高以及因瘢痕组织的形成导致的跟腱机械性能下降等问题,因此现有的方法疗效有限。近年来研究证明,外泌体在跟腱病... 详细信息

跟腱病是一种常见的慢性损伤疾病,经常引起疼痛甚至造成残疾。跟腱自身的再生能力较差,且跟腱病具有愈合时间长、再损伤率高以及因瘢痕组织的形成导致的跟腱机械性能下降等问题,因此现有的方法疗效有限。近年来研究证明,外泌体在跟腱病修复愈合过程中起着重要的作用,而肌腱干细胞外泌体被认为是在肌腱再生和跟腱修复中最适宜的种子。本文阐述肌腱干细胞来源外泌体在跟腱病治疗中相应的作用机制,同时对外泌体在相关领域的应用前景进行展望。

关键词：外泌体肌腱干细胞跟腱病

添加i-PRF的不同静电纺丝方式对肌腱干细胞分化的影响

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临床医学进展 2024年第6期14卷 1495-1502页

作者：梁同达于腾波青岛大学医学部山东青岛青岛大学运动与康复研究院山东青岛

目的:本实验主要为了研究可注射型富血小板纤维蛋白通过普通静电纺丝与同轴静电纺丝两种方式添加到纳米纤维中后,对于肌腱干细胞分化的影响。方法:已知富血小板纤维蛋白有着促进肌腱–骨愈合的作用。本研究通过两种不同静电纺丝方式,制... 详细信息

目的:本实验主要为了研究可注射型富血小板纤维蛋白通过普通静电纺丝与同轴静电纺丝两种方式添加到纳米纤维中后,对于肌腱干细胞分化的影响。方法:已知富血小板纤维蛋白有着促进肌腱–骨愈合的作用。本研究通过两种不同静电纺丝方式,制备了两种纳米纤维支架。实验①组:普通静电纺丝:以体积比等于3:1的乙酸甲酸为溶剂,将i-PRF和PCL (聚酯纤维)分别溶解后进行静电纺丝。实验②组:同轴静电纺丝:以体积比为等于3:1的乙酸甲酸为溶剂,将PCL (聚酯纤维)溶解作为壳层而i-PRF作为芯层,进行同轴静电纺丝。之后我们在材料上进行肌腱干细胞的种植,并在第3、7天行CCK-8检测;另外在第7天我们进行了RunX2和Tenascin C的荧光检测,通过两个实验验证两种材料对肌腱干细胞分化的影响。结果:CCK-8实验结果显示肌腱干细胞在两种材料上均可增殖,3天时,对照组及两实验组无明显差异,7天时,对照组OD值高于两实验组,两实验组无明显差异,我们考虑是材料诱导肌腱干细胞进行了分化,故增殖减少。7天时,免疫荧光结果显示,同轴静电纺丝组的RunX2和Tenascin C荧光强度更高,与普通静电纺丝组有着明显差异(p 肌腱干细胞分化有着更明显的促进作用。结论:同轴静电纺丝相比普通静电纺丝能更好地保留i-PRF的生物活性,能更好地诱导肌腱干细胞的成骨和成肌腱分化,对于负载生物活性物质的纳米纤维支架制备提供一种新的思路。

关键词：可注射型富血小板纤维蛋白同轴静电纺丝肌腱干细胞分化

中药单体调控肌腱干细胞成骨分化促进腱骨愈合的研究进展

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中医研究 2024年第2期37卷 89-93页

作者：杨庆汪小敏杨超强王宜灿康天泰张虎林甘肃中医药大学中医临床学院甘肃兰州730000 甘肃中医药大学附属医院北院骨科甘肃兰州730000

肌腱干细胞(tendon-derived stem cells,TDSCs)具有强大的成骨分化能力,是促进腱骨愈合的潜在种子细胞。腱骨愈合属中医学“筋骨病”范畴。中药单体在促进腱骨愈合方面疗效明确,毒副作用小,具有较好的应用前景。中药单体能促进成骨因子... 详细信息

肌腱干细胞(tendon-derived stem cells,TDSCs)具有强大的成骨分化能力,是促进腱骨愈合的潜在种子细胞。腱骨愈合属中医学“筋骨病”范畴。中药单体在促进腱骨愈合方面疗效明确,毒副作用小,具有较好的应用前景。中药单体能促进成骨因子的表达,通过调控Wnt/β-连环素信号通路、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路、核因子κB信号通路诱导TDSCs成骨分化而促进腱骨愈合。通过查阅国内外TDSCs相关文献,就中药单体调控TDSCs成骨分化促进腱骨愈合展开综述,以期为临床促进腱骨愈合提供新的思路。

关键词：腱骨愈合肌腱干细胞成骨分化中药单体进展

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氧化应激诱导肩袖肌腱干细胞自噬的表达

中国组织工程研究 2022年第31期26卷 4954-4961页

作者：魏合伟郑维蓬刘治军赵国源方伟华陈胜廖志浩万雷广州中医药大学第三附属医院广东省广州市510375 广州中医药大学广东省广州市510006

背景:目前肩袖腱骨愈合机制尚未完全阐明。有研究表明氧化应激状态下可导致组织细胞损害,不利于创面愈合。临床发现肩袖损伤腱骨止点常常愈合效果不佳,推测这可能与创面在缺血缺氧应激状态下出现异常细胞凋亡有关。目的:以氧化应激刺激... 详细信息

背景:目前肩袖腱骨愈合机制尚未完全阐明。有研究表明氧化应激状态下可导致组织细胞损害,不利于创面愈合。临床发现肩袖损伤腱骨止点常常愈合效果不佳,推测这可能与创面在缺血缺氧应激状态下出现异常细胞凋亡有关。目的:以氧化应激刺激诱导肩袖肌腱干细胞自噬促进细胞生存为突破点,设想通过自噬来缓解细胞氧化应激性损害。方法:采用肩袖肌腱干细胞体外培养体系,分别用0,50,100,200,400μmol/L H_(2)O_(2)处理人肌腱干细胞24,48,72 h,CCK-8法检测细胞活力,然后选择合适的H_(2)O_(2)浓度用于建立肩袖肌腱干细胞体外氧化应激损伤模型。将第3代肩袖肌腱干细胞分为空白组、H_(2)O_(2)(50μmol/L)干预组、自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤预处理(5 mmol/L,30 min)+H_(2)O_(2)组,干预48 h后,采用MDC、Lyso-Tracker Red染色检测细胞自噬现象,基因表达谱芯片检测自噬相关基因,DCFH-DA检测活性氧水平,Annexin V/PI检测细胞凋亡情况,Western blot检测各组细胞Beclin-1、p-mTOR、mTOR、LC3A/B和Caspase-3蛋白表达。结果与结论:①随着H_(2)O_(2)浓度的增加,肩袖肌腱干细胞增殖活性下降,差异有显著性意义(P肌腱干细胞增殖活性最强;②与空白组及3-甲基腺嘌呤+H_(2)O_(2)组比较,H_(2)O_(2)组细胞自噬水平明显增强,差异有显著性意义(P细胞活性氧水平明显升高(P肌腱干细胞增殖,但细胞凋亡和活性氧水平也一定范内小幅度升高,这是一种细胞高转化状态。细胞自噬可能发挥细胞保护作用,促进这种高转化状态,具体机制还需进一步研究。

关键词：肩袖肌腱干细胞氧化应激自噬凋亡腱骨愈合

mTOR蛋白对老龄大鼠肌腱干细胞修复能力影响

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中国矫形外科杂志 2023年第23期31卷 2172-2178页

作者：谷成毅陈明亮丁松周游三峡大学附属仁和医院骨科湖北宜昌443001

[目的]探讨mTOR蛋白对老龄大鼠肌腱干细胞肌腱损伤修复能力的影响。[方法]体外培养青年组和老年组大鼠肌腱干细胞,使用腺病毒转染调控mTOR表达,Western blot检测mTOR和相关蛋白。制作老龄大鼠髌腱损伤模型,分为mTOR表达、mTOR干扰、GFP(... 详细信息

[目的]探讨mTOR蛋白对老龄大鼠肌腱干细胞肌腱损伤修复能力的影响。[方法]体外培养青年组和老年组大鼠肌腱干细胞,使用腺病毒转染调控mTOR表达,Western blot检测mTOR和相关蛋白。制作老龄大鼠髌腱损伤模型,分为mTOR表达、mTOR干扰、GFP(green fluorescent protein绿色荧光蛋白)和空白组,在2周和4周取大鼠修复肌腱组织,行组织学、组织免疫化学和生物力学检测。[结果]体外试验方面,Western blot结果显示,老年组mTOR[(1.8±0.1)vs(0.9±0.1),P0.05)。老年大鼠TSCs体外转染后mTOR、Raptor及P-Raptor表达从高到低的顺序:mTOR的表达组>GFP组>mTOR干扰组(PGFP组>mTOR表达组>空白组,差异均有统计学意义(P0.05),相应时间点,四组间Col1、SCX的表达定量从高到低依次为mTOR干扰组>GFP组>空白组>mTOR表达组,差异均有统计学意义(PGFP组>空白组>mTOR表达组,差异均有统计学意义(P肌腱干细胞的修复能力。

关键词： mTOR蛋白肌腱干细胞肌腱损伤肌腱病

多聚磷酸盐促进肌腱干细胞增殖和能量代谢的体外研究

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中国矫形外科杂志 2022年第6期30卷 533-538页

作者：雷昌斌唐新文郭志文李健湘南学院附属医院临床医学研究中心湖南郴州423000

[目的]探讨多聚磷酸盐(inorganic polyphosphate,Poly P)对体外肌腱干细胞增殖和能量代谢的影响。[方法]分离培养大鼠肌腱干细胞,采用流式细胞术对其表面分子进行鉴定,然后用0、0.5、1.0 mmol/L的Poly P处理大鼠肌腱干细胞,行CKK-8、细... 详细信息

[目的]探讨多聚磷酸盐(inorganic polyphosphate,Poly P)对体外肌腱干细胞增殖和能量代谢的影响。[方法]分离培养大鼠肌腱干细胞,采用流式细胞术对其表面分子进行鉴定,然后用0、0.5、1.0 mmol/L的Poly P处理大鼠肌腱干细胞,行CKK-8、细胞周期实验和ATP能量检测,采用蛋白免疫印迹(Western blot)和免疫荧光检测I型胶原的表达。[结果]流式细胞分析表明>95%的分离细胞均表达CD44和CD90.1,几乎不表达CD45和CD106。CKK-8检测表明:随着培养时间的推移,三个浓度Poly P组的OD值均显著增加(P细胞检测表明,Poly P呈浓度依赖性提高细胞G2+S期的百分比,差异有统计学意义(P肌腱干细胞的ATP合成,且呈浓度依赖性,培养4~24 h,三组间ATP检测的比值差异均有统计学意义(P肌腱干细胞基质合成基因I型胶原的表达和ATP的生成,促进肌腱干细胞的增殖。

关键词：肌腱干细胞多聚磷酸盐细胞增殖能量代谢 Ⅰ型胶原

肌腱干细胞在骨肌腱接点纤维软骨带重建中的作用机制研究进展

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中国修复重建外科杂志 2017年第8期31卷 1006-1009页

作者：秦胜男董飞王文广州市红十字会医院暨南大学附属广州红十字会医院骨科广州市创伤外科研究所广州510220

目的对肌腱干细胞(tendon-derived stem cells,TDSCs)在骨肌腱接点(bone-tendon junction,BTJ)纤维软骨带重建中的作用机制进行综述。方法广泛查阅国内外有关TDSCs促进BTJ纤维软骨带重建的研究文献,并总结分析。结果 TDSCs具有向骨细胞... 详细信息

目的对肌腱干细胞(tendon-derived stem cells,TDSCs)在骨肌腱接点(bone-tendon junction,BTJ)纤维软骨带重建中的作用机制进行综述。方法广泛查阅国内外有关TDSCs促进BTJ纤维软骨带重建的研究文献,并总结分析。结果 TDSCs具有向骨细胞、纤维软骨细胞及肌腱细胞分化的能力,因此具备形成纤维软骨带的潜能;决定TDSCs成骨、成软骨分化的因素有力学刺激、生物活性因子、细胞外基质及炎性因子等。结论TDSCs因其来源的特殊性,具有成为重建BTJ纤维软骨带种子细胞的潜能,通过外界刺激可诱导TDSCs形成类似于纤维软骨带结构。

关键词：肌腱干细胞骨肌腱接点纤维软骨带重建

帕拉罗汀及炎症微环境作用于肌腱干细胞源性异位骨化的机制研究

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帕拉罗汀及炎症微环境作用于肌腱干细胞源性异位骨化的机制研究

作者：黄俊超安徽理工大学

学位级别：硕士

研究背景异位骨化(HO,Heterotopic ossification,HO)定义为在肌肉、软组织等骨骼外组织中形成骨组织。近40%的异位骨化患者伴有局部疼痛、运动功能严重受限。目前对于异位骨化形成的机制并未完全阐明。主流观点认为异位骨化病灶形成需... 详细信息

研究背景异位骨化(HO,Heterotopic ossification,HO)定义为在肌肉、软组织等骨骼外组织中形成骨组织。近40%的异位骨化患者伴有局部疼痛、运动功能严重受限。目前对于异位骨化形成的机制并未完全阐明。主流观点认为异位骨化病灶形成需要有三个必要的条件:1.可诱导的前体细胞;2.适宜诱导的软组织环境;3.诱导骨化的信号通路。当前临床上针对异位骨化的治疗方式主要有放射及服用非甾体抗炎药,但他们都具有诸如影响骨愈合、胃肠反应等副作用,急切需要新的治疗方法。研究表明,在成骨分化过程中,需要成骨前体细胞处于低浓度的内源性类维甲酸环境。因此外界人为提高类维甲酸浓度可能具有治疗异位骨化的作用。研究目的围绕异位骨化形成的三要素,分别确定肌腱干细胞(Tendo Stem Cells,TSCs)的异位骨化祖细胞身份,探究炎症微环境(immune microenvironment,IM)在异位骨化中起到的作用。研究核因子k B(nuclear factor-kappa B,NF-κB)以及Smad信号通路与异位骨化的关系,探索帕拉罗汀(Palovarotene)治疗异位骨化的机制。研究方法在体外,我们构建了构建肌腱干细胞和炎症细胞的共培养模型,在体内我们构建了异位骨化SD大鼠模型。通过Western Blot及RT-q PCR,组织切片,免疫组化、免疫荧光以及Mirco CT等实验技术在体内外探究异位骨生成情况,异位骨的源性以及异位骨化发生时成骨相关蛋白、炎症相关蛋白的表达情况。重点关注目标信号通路的激活情况,同时在以上过程中观察帕拉罗汀对异位骨化的阻断作用。接下来,分别构建Smad信号通路以及NF-κB信号通路的过表达与敲减载体,来进一步探寻NF-κB和Smad信号通路在肌腱干细胞成骨分化过程中发挥的协同作用,并探究帕拉罗汀发挥治疗异位骨化作用的机制。研究结果1.在大鼠跟腱组织中定位到了肌腱干细胞,从大鼠跟腱处提取的细胞鉴定为肌腱干细胞。2.在炎症微环境及创伤刺激下,茜素红染色(ARS)及碱性磷酸酶染色(ALP)显示肌腱干细胞钙沉积及碱性磷酸酶含量增加,免疫荧光双染实验显示肌腱干细胞向成骨细胞分化。Micro CT显示建模组大鼠异位骨增加;Western Blot、RT-q PCR、免疫荧光及免疫组化提示在炎症微环境及创伤刺激下肌腱干细胞和HO模型大鼠中成骨基因OCN、RUNX2、SOX9水平上调,炎症因子TNF-α、TGF-β、IFN-γ等水平上调,NF-κB信号通路核心分子P65及Smad信号通路核心分子Smad5水平上调。以上过程均可被帕拉罗汀阻断。3.构建的过表达及敲减载体转染实验显示进一步过表达NF-κB和Smad信号通路成骨分化趋势进一步增强,该趋势可被帕拉罗汀抑制。敲减NF-κB和Smad信号通路可以抑制肌腱干细胞的成骨分化,且成骨分化趋势与给药帕拉罗汀组相似。结论1.肌腱干细胞是异位骨化的前体细胞之一。2.炎症微环境通过激活NF-κB与Smad信号通路在异位骨化病程中扮演重要角色。3.帕拉罗汀可通过去激活NF-κB与Smad信号通路发挥治疗异位骨化的效用。图22表2参105

关键词：跟腱肌腱干细胞炎症微环境异位骨化帕拉罗汀维甲酸受体激活剂 NF-kB信号通路 Smad信号通路