外源性和内源性干细胞骨骼再生

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优化的应用干细胞骨骼重建已经获得越来越多的关注在过去几十年。通常,外生多功能细胞获得大量的结缔组织包括脂肪组织,骨骼和软骨;在一个适当的细胞培养系统扩展在体外;和静脉注射到身体或注入骨骼组织。这些外源性干细胞在组织领域,预计到达分化成专门的骨骼细胞,保护骨骼组织免受有害的刺激。然而,外源性干细胞的再生作用的潜在机制和潜在的影响在体外扩张在干细胞生物学特性仍然很大程度上是难以捉摸的,已在为骨骼再生干细胞的临床应用。依照外源性干细胞的疗效骨骼重建、内源性干细胞现在已知参与骨骼修复。在在体外和在活的有机体内刺激,这些组织干细胞增殖,迁移到专业组织领域,并区分重建骨骼结构和功能。同时,精确的内源性干细胞再生机制不完全清楚。因此,更多细节的内源性和外源性干细胞的再生影响干细胞,和他们的潜在机制将有助于指导我们在改善干细胞骨骼重建。

在这个特殊的问题,我们首先提出一个全面的审查由w·杜等人成纤维细胞生长因子的作用在牙齿发育和门牙更新。他们认为,口腔组织的形成,以及发展和内稳态的干细胞不断增长鼠标切牙,是由多个FGF家庭成员。他们讨论FGF信号在这些矿化组织的角色,试图将其不同的功能和强调FGF和其他信号通路之间的串扰。此外,FGF家庭成员的关键角色骨骼再生进一步验证的原始文章由l .黄et al。他们发现FGF-18 chondrogenic有积极影响人类脂肪间充质干细胞的分化和基质沉积(ADSC)。更重要的是,协同FGF-18和TGF -的影响β3观察ADSCs的软骨形成在体外颗粒模型。

除了fgf,血小板源生长因子(PDGF),组织修复的一个促进因素,近年来已广泛应用于骨重建。然而,PDGF调节干细胞骨再生的机制基本上仍unelucidated。m .张等人证明PDGF-BB增加成骨分化但抑制脂肪形成的间充质干细胞(msc)分化。此外,分泌PDGF-BB显著增强人类脐静脉内皮细胞迁移和血管生成。最重要的是,他们发现,PDGF-BB超表达显著提高MSC-mediated血管新生和骨生成在活的有机体内通过使用批评-大小的老鼠颅顶的缺陷模型。

具备干细胞是干细胞分化细胞的不同特性,控制种子细胞池的大小和multipotency骨骼再生的种子细胞。在最初的研究中从美国张等人在当前特殊的问题,研究人员发现,背根神经节(DRG)细胞增强msc的增殖和多功能分化。此外,DRG细胞调节clone-forming能力以及Sox2的mRNA水平,Nanog, Oct4 msc。从力学上看,他们认为DRG细胞具备干细胞维持msc的提高自噬通过AMPK / mTOR通路。

越来越多的证据表明骨骼再生是由多个因素和控制机制。在过去的十年里,研究强调了表观遗传调制的作用在干细胞的命运。然而,这项研究的结果ubiquitin-dependent蛋白质水解系统在调节骨重建仍然是有争议的。因此,y郭等人彻底的角色回顾deubiquitinases调节成骨细胞和破骨细胞的分化和/或功能的多种功能和机制,揭示deubiquitinases在骨重塑。

近年来,抗炎作用被认为是一种促进干细胞机制骨骼再生。外源性干细胞移植已经提出了抑制免疫并发症、促进组织修复。m .王等人回顾了推进研究的性质MSC-based免疫调节和快速开发的临床应用msc。这个宝贵的msc审查提供了新的见解茎细胞潜在的组织损伤和炎症的治疗方法。

虽然许多干细胞策略用于修复骨缺损,这些技术表现出某些局限性包括干细胞短缺和/或故障在活的有机体内。克服挑战,通过策略试图重建受损组织通过招募内源性干细胞。w·郭等人相比的优势细胞内生技术的同行和总结游离潜在来源干细胞骨骼再生。此外,许多重要的招聘因素半月板再生进行了讨论。综述表明,招聘内源性干细胞通过剥离技术可能发挥重要作用在骨再生的未来。

此外,除了在外源性和内源性干细胞调节机制,控制干细胞的微环境因素细分市场也讨论了在这个特殊的问题。回顾从问:李等人认为,骨髓脂肪组织(垫)是一个独特的脂肪仓库在骨髓和展品与造血作用关系密切和骨内稳态。综述,他们强调最近的进步在垫垫的起源和分布,当地与骨内稳态和造血,全身内分泌调节新陈代谢,和MAT-based策略增强骨形成。他们提到,骨髓利基包括骨骼干细胞有能力的一个子集生成骨骼血统和骨髓分享前体脂肪细胞的成骨细胞骨髓脂肪细胞。最重要的是,他们认为这可能是一个新的策略来促进骨骼再生通过定位垫。此外,巨噬细胞最近被发现是一个重要的球员参与调控干细胞利基。巨噬细胞使其双重功能的强大的可塑性改变周围的干细胞利基在活的有机体内,有利于组织炎症或组织修复,而变化。x贾等人研究的潜在作用在骨再生过程中巨噬细胞在大鼠的股骨植入TCP。他们发现TCP显著抑制nf -κB通路的激活,导致减少EZH1表达式。减少EZH1 M1标记的表达降低,巨噬细胞极化转向M2表现型。他们的小说研究提供有价值的见解新战略控制M2巨噬细胞极化,并最终有利于微环境适合骨骼修复。

总之,我们建议这些杰出的原始研究的文章和评论可以促进更好的理解外源性和内源性干细胞细胞介导骨再生和希望这个特殊问题的读者将获得更多的见解进步和医学这个快速扩张的领域所面临的挑战。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突,关于这篇文章的出版。

确认

我们要感谢所有的评论家和作者对他们的贡献。我们感谢中国国家自然科学基金资助(81871771号,81572159,和81572192)和北京市自然科学基金(没有。7182123)。

亨朱
博于
刘洋

版权

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