骨關節炎是最常見的關節退行性病變,隨著我國人口老齡化,骨關節炎已逐步成為我國嚴重的醫療衛生問題,根據國內外相關調查研究顯示,中國40歲以上中老年人膝關節骨關節炎總患病率為高達17.0%,其中男性為12.3%,女性為22.2%,目前對于骨關節炎的確切發病機制暫不明確,可能與遺傳、年齡、肥胖有關。
脂肪源性干細胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)是從脂肪組織的血管基質成分(Stromal Vascular Fraction,SVF)中通過膠原酶消化離心后得到的間充質干細胞(MSC),脂肪干細胞位于脂肪組織內大血管的毛細血管和血管外膜中,在形態和分化潛能上與骨髓間充質干細胞有共同的特點。
與骨髓間充質干細胞相比,脂肪干細胞具有在培養液中增殖較快,分化能力強,不易凋亡等特點,且在特定環境及組織條件的誘導下,脂肪干細胞可分化成為軟骨細胞,骨細胞,脂肪細胞,心肌細胞、神經細胞等,理論上可用于治療目前醫學上的多種疾病,如骨關節炎、心肌缺血、神經系統損傷等。
脂肪干細胞的來源十分廣泛,目前絕大多數脂肪干細胞是通過脂肪抽吸術或者脂肪切除手術中而來,經過膠原酶消化并離心分離,1g脂肪經過分離約可得到1.0*106個脂肪干細胞。國外較經典的脂肪干細胞獲得方法來源于匹茲堡大學的脂肪干細胞中心,將抽脂手術或者手術過程中切除的廢棄脂肪組織,通過膠原酶酶解,再通過離心器離心,棄除上層脂肪細胞,下層細胞通過尼龍網過濾,在特定的培養基上培養、孵育后,最后用PBS洗滌殘留的非黏附紅細胞,即可得到脂肪干細胞。
國外有學者通過大量的臨床試驗數據表明,脂肪抽吸術的不良事件僅為0.68/1000,是較為安全的;相對于抽取骨髓獲得骨髓間充質干細胞等一系列獲得干細胞的途徑,通過脂肪組織獲得脂肪干細胞是一種簡便、創傷小的操作,可作為組織工程脂肪干細胞的主要來源。
當前人口老齡化日趨嚴重,我國骨關節炎患者正逐步增多,越來越多的中國中老年患者正被骨關節炎帶來的身體、心理、生理問題所困擾,雖然目前人工關節置換已成為重癥骨關節炎患者的唯一有效的治療手段,但對于大部分的輕中度或者早期骨關節炎患者,目前僅有的治療手段并不能完全阻止關節退變的進展。
脂肪干細胞在治療軟骨缺損與關節退行性病變應用,是在骨科領域一個引人注目的研究領域, 脂肪干細胞不僅具有取材方便、對患者創傷小、分化能力好、不易凋亡等特點,還具有能夠促進關節軟骨的增殖與分化,這就為終止骨關節炎進一步進展、甚至逆轉骨關節炎的發展提供了可能。
但是,還存在以下需要進一步解決的問題:
(1)脂肪干細胞的最佳取材部位;目前尚無文獻或者循證醫學證據證實脂肪干細胞的最佳取材部位,且不同取材部位脂肪干細胞含量、活性、分化能力尚不相同,這就還需人們進一步去探討脂肪干細胞的最佳取材部位 。
(2)如何調控脂肪干細胞的分化,促使脂肪干細胞向軟骨細胞、成軟骨細胞分化,并且避免無限制的分化與增長。
(3)脂肪干細胞治療骨關節炎最佳的治療方式、劑量、療程等,目前暫無國際公認的治療劑量與療程,還需人們進一步去探討。
總的來說,脂肪干細胞的出現為治療骨關節炎帶來的新的可能,但同時也帶來新的挑戰,希望今后有越來越多的實驗可以解決目前治療骨關節炎所存在的問題,為人類的健康帶來福音。