軟骨形成預(yù)處理和機(jī)械刺激對(duì)間充質(zhì)stem cell軟骨再生的協(xié)同作用

Abstract

背景：間充質(zhì)stem cell (MSCs) 在軟骨再生中具有良好的轉(zhuǎn)化潛力。然而，由于離體細(xì)胞擴(kuò)增過程中不可避免的細(xì)胞功能變化，基于MSC的組織工程在treat軟骨缺損方面的curative effect并不令人滿意。如何保持 MSCs 的軟骨形成能力以改善其treatment effect仍然是一個(gè)懸而未決的問題。

方法：首先將marrow來源的MSCs在成軟骨誘導(dǎo)培養(yǎng)基中引發(fā)，進(jìn)口動(dòng)物組織壓縮培養(yǎng)，然后用正常生長(zhǎng)培養(yǎng)基替換以獲得操作細(xì)胞（M-MSCs）。合成Methacrylated Hyaluronic Acid(MeHA) 作為支架來封裝細(xì)胞。在生物反應(yīng)器中用動(dòng)態(tài)壓縮載荷 (DL) 或自由載荷 (FL) 處理 MSC 或 M-MSC 負(fù)載構(gòu)建體 14 天。之后，將構(gòu)建體植入裸鼠或大鼠骨軟骨缺損模型中，以測(cè)試它們?cè)谲浌窃偕蛐迯?fù)中的效率。

結(jié)果：數(shù)據(jù)顯示，與未經(jīng)處理的 MSCs 相比，所得的 M-MSCs 表現(xiàn)出優(yōu)異的軟骨分化潛能和存活能力。更重要的是，我們發(fā)現(xiàn)在裸鼠植入 30 天后，DL 顯著促進(jìn)了 M-MSC 包裹的 MeHA 水凝膠中新軟骨的形成。此外，DL 14 天后載有 M-MSC 的構(gòu)建體顯著增強(qiáng)了骨軟骨缺損大鼠模型中的軟骨愈合。

結(jié)論：這項(xiàng)研究的結(jié)果強(qiáng)調(diào)了通過體外軟骨形成預(yù)處理和機(jī)械刺激在軟骨工程中的協(xié)同作用來維持 MSCs 的軟骨形成潛力的重要性，這可能為基于stem cell的組織工程用于軟骨修復(fù)提供啟示。

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