加速治疗骨软骨疾病的干细胞疗法的临床翻译的生物工程方法

抽象的

骨软骨组织是关节软骨和骨骼之间的界面。这两种组织中的各种组成，机械性能和细胞表型对重建缺陷界面构成了巨大挑战。由于可用性和固有的再生治疗特性，干细胞为修复骨软骨缺损提供了巨大的希望。这篇综述旨在强调使用生物工程方法来改善骨软骨疾病的干细胞疗法的最新进展，其中包括微凝胶封装，粘合剂生物学和生物打印来控制给药和分布。我们还将探索利用合成生物学工具来控制分化命运并提供治疗性生物分子以调节免疫反应。最后，讨论了骨软骨修复的更有效和可预测的干细胞疗法开发的未来方向和机会。

1.简介

尽管在组织工程领域取得了四十年的进步和成就，但重建界面组织（例如骨关节软骨）仍然是一个重大挑战。骨关节软骨，也称为骨软骨组织，由软骨，钙化软骨层和软骨下骨组成，分别为90％，5％和5％。在严重的创伤事件中，软骨和软骨下骨都受到影响。由于现成的可用性和多能特征，干细胞，尤其是间充质干细胞，已成为骨软骨组织工程领域的重点。然而，建造临床上有用的骨软骨组织的主要障碍是我们无法控制干细胞命运，所需程度的区分以及构造植入后工程组织和宿主组织之间的不良整合。

在这篇综述中，我们探讨了用于联合保存的干细胞疗法的主要临床挑战，包括给药和分配，干细胞分化以及调节再生微环境。在这些挑战下，我们讨论了一些实例，以利用生物工程方法来改善骨软骨疾病的干细胞疗法。我们将首先讨论工程仿生微环境改善细胞递送和模式的方法，其中包括微凝胶封装，生物粘附墨水和3D生物构图，以实现准确的细胞沉积和梯度生活构建体。然后，我们将讨论一些生物工程策略的例子，以设计细胞以控制分化命运并提供治疗性生物分子以调节免疫反应。最后，我们将分享我们对未来努力开发更有效和可预测的MSC疗法的看法。

2.克服管理和分配的临床挑战

2.1。与地方管理和分配相关的挑战

骨软骨组织的损害是骨关节炎（OA）的主要原因之一，仅在中国就影响了约6120万人的生活质量[1]。修复和重建骨软骨病变以防止OA进展，软骨和软骨下骨的先天生理结构，功能和生活环境的复制至关重要。当前，骨软骨组织再生的临床策略，例如磨蚀性促进术，微裂缝和关节软骨细胞移植，在中期随访期间获得了积极的结果。然而，由于纤维球杆菌的产生和移植和居民组织之间的不良整合，这些方法的长期疗效仍然不满意[2]。此外，基于成人细胞的疗法，例如自体软骨细胞（ACI），受细胞的可用性和扩张效力受到限制。干细胞最常见于胚胎，骨髓，脂肪组织和滑膜下，在特定的生化和生物力学刺激下具有分化的软骨细胞和成骨细胞的能力，这些能力为骨软骨再生和OA治疗提供了新的平台情况。在OA临床适应症中，通常使用地方管理MSC的地方，从而提供了通往目标部位的直径。例如，蛋黄酱诊所使用单次和多次注射培养膨胀的自体脂肪的间充质基质细胞（AMSC）来研究轻度至重度OA治疗的安全性和可行性，该治疗性目前处于IS的I阶段，该膝关节目前处于I的I阶段。临床试验。Ren JI医院和合作部门的研究人员建立了一项临床前研究，以探讨人类AMSC注射在关节内软骨中的功效和安全性，以缓解OA症状（ MSC表现出最好的改进）[3]。但是，治疗功效仍然受到阻碍。主要障碍是（1）需要大剂量的细胞（剂量通常范围为10个⁶到10⁹细胞/注射），部分是由于沉积到组织部位后的停留时间很短[4，，，，5]和（2）多季节引起的低细胞存活率，包括在粘性水凝胶前体注射过程中形成的严重剪切应力[6，，，，7]，疾病部位的敌对和免疫微环境，营养和氧气供应不足，在其他地方进行了审查[8]。在本节中，我们将首先讨论用于提高骨软骨病变中干细胞的存活率和重新保留的不同生物工程策略，并进一步讨论采用各种生物制造系统（例如3D Bioprinting）的潜力，以准确沉积干细胞并形成梯度复合物。组织。

2.2。通过封装来提高MSC的生存能力的策略

与系统性分娩相比，地方管理MSC是一种优惠的分娩方法，因为它更容易进入疾病部位并带来更好的治疗结果。但是，在患病部位移植的MSC的保留和存活不足会阻碍其治疗功效。使用生物材料封装MSC是提高梗塞部位的保留和生存能力的有前途的方法[9]。

微凝胶中的细胞封装（〜1-1000 μm）与散装水凝胶中的封装相比提供了许多优势[10]因为它可以为细胞培养和扩张提供类似ECM的3D环境[11];微凝胶之间的微米大小的间隙空间袋可以提供营养和氧气的良好扩散[12];最重要的是，它可以在注射过程中物理保护包裹的细胞免受剪切应力。例如，在相同的注射速率（15 mL/h）下，封装在明胶/透明质酸杂交微凝胶中的BMSC的细胞活力高于介质悬浮量（15％），同时维持正常的细胞功能，例如培养基（15％）作为细胞增殖和软骨的能力（图1（a）和1（b））[13]。在骨再生研究中也观察到了类似的现象。在HOU和同事的工作中，开发了基于聚乙烯基醇的微凝胶来封装MSC和BMP-2生长因子（GF）以诱导成骨分化。通过优化微凝胶的交联条件，获得了高细胞生物活性和持续释放GF，从而确保了特定和上调的成骨分化，从而更有效的骨再生[14]。在免疫反应方面，一项有趣的研究发现，植入的微凝胶的几何形状可能会影响啮齿动物和非人类灵长类动物模型中的异物免疫反应和纤维化[15]。

尽管微凝胶可以改善干细胞活力，并通过物理保护和增加营养扩散增强软骨和骨骼的再生功效，但组装的微凝胶的机械性能通常很弱，通常无法承受骨软骨界面中的生理机械载荷。研究人员最近报道了一种称为触发微孔形成生物打印的新策略（图1（c）），通过在散装水凝胶中形成显微镜孔的同时，可以改善细胞活力，同时保留优质的机械鲁棒性（图1（d））[16]。通过温度触发的微相分离形成微孔，并通过壳聚糖的氢键稳定。在不牺牲机械鲁棒性的情况下，带有相互连接的孔的生物打印支架（〜17.8 μm）支持细胞扩散，迁移和增殖。令人印象深刻的是，脚手架的刚度和粘弹性可以通过轻微的pH值和生物互联中的PEG量进行正交控制。尽管该系统尚未应用于软骨或骨软骨再生中，但它表现出改善干细胞活力和同时维持多孔水凝胶机械鲁棒性的潜力。

总体而言，微囊泡和微孔形成生物打印的方法可以通过增加生存率和减少所需剂量的干细胞来促进干细胞疗法的疗效。

2.3。提高主机中MSC持久性的策略

软骨被滑液所包围，并充当承载缓冲液，可保护骨骼并分散冲击和压力。为了实现干细胞的再生特性，在动态缺陷部位保留注射干细胞对于成功的组织再生至关重要。已经制定了通过不同形式和类型的生物材料来改善干细胞保留的策略[17]。

一种策略是将贻贝启发的粘合剂掺入基于干细胞的移植物中。例如，Han等人。开发了一种多巴胺（PDA）修饰的硫酸软骨素 - （CS-）聚丙烯酰胺（PAM）水凝胶，具有组织粘附性以进行软骨再生（参见图2（a）和2（b））。由于PDA和CS之间的非共价相互作用以及共价交联的PAM网络[复合水凝胶表现出良好的弹性和韧性[18]。

与贻贝启发的儿茶酚化学类似，最近已将具有三个羟基的芳香环的甘露部分纳入了携带细胞的水凝胶中，以实现粘合剂。Shin等。[[19]开发了甘油化的ECM水凝胶油墨，表现出快速共价交联和组织粘附。印刷后，制造的生物焦保持了约95％的细胞活力，可以在组织底物上印刷，这是由于gall剂组的粘附于ECM。然而，癌改性ECM水凝胶的机械性能远低于天然软骨。此外，高剂量的Gallol组对细胞有细胞毒性，同一研究组在先前的研究中报告了这一点[20]。因此，在临床前研究中应进一步评估瓜洛在合成粘合细胞加载油墨合成的用法。

延长干细胞停留时间的另一种机制是开发具有特定官能团（例如醛）的细胞载体，该载体可能与软骨组织表面上的氨基反应。周等人。研究了基于氧化的右旋烷 - （odex-）用于软骨缺陷修复的构建体[21]。在这项研究中，ODEX不仅通过与明胶反应进行出色的机械性能组成了支架网络，而且还通过与软骨上存在的氨基反应形成良好的组织粘附，从而进一步促进了移植和宿主骨软骨病变的整合。然而，向葡萄糖骨架的高度醛取代对细胞有害。因此，在醛环境中缩短干细胞持续时间至关重要。杨等。同事们准备了一种新型的光捕获的亚胺反应来解决上述局限性（见图2（c））。在该系统中，在365 nm的光线下，可以将O-亚硝基苯（NB）转移到NB-醛中，并立即与-NH交联₂在周围组织的聚合物或表面22]。这种光触发的粘合剂机制为细胞活力，组织粘附和组织整合提供了良好的时空控制，从而提供了一种新的策略，可以延长干细胞在宿主组织中的保留时间，并促进无缝的组织整合骨软骨再生。

将来，有机会将粘合剂特征赋予微凝胶系统。对于内源性修复，这将是有趣且有意义的，因为粘合剂微凝胶可以粘附在靶组织上，同时促进内源性细胞浸润至微凝胶支架。

2.4。精确的细胞模式以改善骨软骨组织再生

骨软骨组织表现出从铰接表面到下面的骨骼的空间梯度，具有软骨细胞，肥大软骨细胞和成骨细胞的分级密度。这些分级细胞群在骨软骨组织中分泌不同的ECM成分，这些ECM成分为组织提供空间梯度机械性能，以承受动态负荷环境。因此，制造生物材料和细胞梯度以复制骨软骨组织的天然梯度结构在功能性骨软骨组织工程中至关重要[5]。

3D生物打印（3DBP），其中可以在基于生物材料或无生物材料的生物in中印刷细胞，已在骨软骨组织的制造所需的地形上进行了广泛研究[23，，，，24]。3DBP使用多头来精确沉积多重互联；因此，可以根据定义的模式和层将不同的生长因子和细胞类型印刷到缺陷位点。例如，根据组织学，免疫组织化学和机械分析，将特定量的MSC和软骨细胞准确地沉积在精心设计和印刷的微室中，以形成软骨，这些软骨具有可比的结构，组成和生物力学性能。此外，该系统还基于内侧软骨骨的构建到整个人造骨软骨组织的建造中，该组织通过大量不同的GAG和钙沉积含量[显示出软骨和骨的分层区域[25]。

尽管生物焦内的细胞在生物互联中的包含能够直接制造定义的细胞梯度，尽管对细胞分化向软骨细胞的分化和生物in的成骨细胞的时空控制仍然是一个巨大的挑战。作为替代方案，首先可以将MSC分别分别分为软骨和成骨球体，然后准确地定位以模仿骨软骨结构。Ayan及其同事最近开发了一种无脚手架的生物打印方法，通过自制抽吸辅助生物打印（AAB）设备来制造双层融合的骨软骨界面（图）3（a））[26]。为了重建骨软骨组织，首先是通过3D培养中人脂肪衍生的干细胞（ADSC）分化的成骨球体和软骨的球体。然后，通过将成骨的球体层首次沉积到牺牲支撑材料上（由CaCl交联的藻酸盐），然后将OC界面生物打印₂汽）。随后，将另一层软骨素沉积在先前的成骨层上。值得注意的是，单个层中的球体可以融合在一起，并且两个区域中的表型都可以通过研究维持（图3（b））[27]。与细胞球体相似，可以将封装干细胞的不同微凝胶用作构建块，以形成具有空间控制的细胞类型和梯度结构的预定义组织[12，，，，28，，，，29]。

简而言之，基于生物材料或无生物材料的3D生物打印在重现骨软骨组织的梯度生化或生物力学结构方面有望。但是，对于这些人工骨软骨在诊所中的应用，几乎没有挑战。例如，杨的模量[13]大多数生物材料的干细胞植入物中，显着低于天然关节软骨（0.5-1.5 MPa）和骨组织（15-20 MPA）[30，，，，31]。工程软骨和软骨下骨以及具有基本天然组织的工程骨软骨组织之间的整合力是不足的。此外，需要开发便利和大规模的干细胞组装技术来创建诊所的个性化结构。然而，有或没有生物材料的有或没有生物材料的精确组装为模仿骨软骨组织的空间复杂性提供了一种有希望的手段，不仅可以在组织工程中，而且在药物测试和疾病建模中都可以使用。

3.克服控制干细胞分化的临床挑战

3.1。与干细胞分化相关的挑战

多向分化潜力使MSC成为骨软骨组织工程和其他疾病疗法的种子细胞的足够来源，但是体外和体内细胞分化的精确控制是一个巨大的挑战[32，，，，33]。干细胞的成功分化涉及许多方面，例如MSC与生物材料支架的相互作用，我们在部分中进行了讨论。2，生物分子线索（生长因子，细胞因子，营养因子等）和应用培养系统[34，，，，35]。在开发集成的多相组织时，信号传导的串扰或不同阶段之间的潜在干扰对工程组织的质量产生了重大影响。例如，BMP-2和TGF-基因的代码传递β3并建立骨软骨构建体与单个递送相比，软骨形成或钙沉积不足，因为软骨生成和成骨生长因子之间可能存在拮抗作用[36]。在这方面，包括对转基因过表达的时空控制在内的细胞工程方法增加了控制细胞生长和分化的作用，我们将研究下面的几个示例以解决这些重要问题。

3.2。MSC分化的精确控制与空间基因递送进行骨软骨再生

骨软骨缺损的修复涉及骨和软骨的同时再生。相应地，需要将MSC分化为软骨细胞和骨细胞。传统上，MSC分别由包含特定生长因子的培养基来定义。最近，这些将MSC驱动到特定细胞类型的生物活性蛋白已直接嵌入生物材料支架中。但是，很难控制脚手架装置中生长因子的剂量和空间分布，并且蛋白质在体内的半衰期相对较短[37，，，，38]。因此，通过病毒或非病毒方法传递基因引起了很大的关注。这种遗传修饰有可能在长期内产生高水平的生长和转录因子的表达[39]。在单个培养系统中，仅使用来自同一细胞来源的一个生物材料支架，分别很难分别将细胞命运直接直接进入某些谱系（即软骨和骨骼）。为了应对这一挑战，Huynh等人。[[40]开发了一种在一个单个培养系统中，在两个独立的3D编织PCL支架上诱导MSC的成骨和软骨分化的方法。通常，TGF-β3和BMP-2分别用于诱导MSC软骨发生和成骨（分别）[41，，，，42]。但是，TGF-下游的DPP同源物3（SMAD3）的母亲β3信号通路可以抑制与Runt相关的转录因子（RUNX2），该因子具有巨大的成骨能力[43，，，，44]。因此，在这项研究中，TGF-β3在特定的软骨原料环境中得到补充，以促进一个支架上的GAG和Col II的产生。在另一支脚手架上，以抑制软骨诱导的TGF-的影响β3信号传导，工程的MSC过表达Runx2，并准备了SMAD3基因的敲低，以在相同的培养条件下生成矿化基质。这种方法可以发展出双层支架，并在下面的骨骼上方有一层软骨。从理论上讲，多相支架中编码组织特异性诱导因子的DNA质粒的传递可能能够在空间上促进细胞分化过程，并进一步再生复杂组织结构[45]。另一项研究表明，不同层中的MSC也可以诱导分化为软骨细胞和成骨细胞，以形成双层骨软骨结构。该脚手架由一个由质粒TGF-激活的壳聚糖明明脚架层组成β1分别用于软骨和其他羟基磷灰石/壳聚糖 - 明智的支架层，分别被质粒BMP-2激活，分别用于成骨。它能够同时促进体内关节软骨和软骨下骨的再生[46]。

作为进一步的尝试，试图在空间和时间内控制对干细胞的治疗基因的表现，冈萨雷斯 - 费尔南德斯和同事[47]开发了一种新的孔形成生物学，并结合编码软骨基因或成骨基因的DNA质粒。通过将快速和缓慢降解的水​​凝胶混合，随着时间的推移，生物界的孔隙率增加。研究人员发现，在孔形成生物界，封装的pDNA的释放速率高于固体油墨中的释放率。因此，通过调节这些生物互联的孔隙率，可以以快速和瞬态的方式转染转染或宿主细胞的转染。此外，这些3D生物打印组织可以在体内形成血管化，双层和稳定的骨软骨植入物。

开发成功的骨软骨缺陷修复构建体的另一个主要挑战是将脚手架退化率与新动物的形成匹配。朝向这个目标，罗兰德及其同事[48]最近开发了抑制细胞因子白介素1（IL-1）引起的异常炎症反应的构建体。他们分别开发了融合的同心软骨衍生矩阵（CDM）半球，分别用MSC播种，过表达BMP-2和TGF-β3除了通过慢病毒颗粒的递送，还具有强力霉素诱导的IL-1受体拮抗剂（IL-1RA）转基因。他们的发现表明，基因递送和IL-1RA的释放有效地促进了骨软骨组织的形成，并保护了结构免受异常炎症引起的降解（图4）。

总而言之，治疗基因的时空输送以局部控制体内干细胞的分化是骨软骨组织再生的一种有前途的方法。但是，需要进一步的努力集中在提高转染细胞的转染效率及其在作用部位的固定。此外，需要优化基因输送的转基因组合和控制，以在组织再生过程中获得更好的结果[49，，，，50]。

4.通过调节再生微环境克服临床挑战

4.1。与宿主因素相关的挑战

尽管干细胞本身的给药和工程对细胞疗法很重要，但宿主因素（局部或系统的细胞毒性反应，炎症条件，微环境等）也已被证明对STEM的生物命运和疗效产生了相当大的影响。临床试验中的细胞[51]。例如，对注入MSC的受体细胞毒性反应在介导细胞疗法中起着重要作用。一项研究表明，在24小时后注入小鼠模型后，单核细胞吞噬了HMSC，这进一步促进了宿主中全身免疫调节表型的免疫耐受性[52]。疾病进展的不同阶段和微环境也可能导致MSC疗法的不同影响。在疾病进展过程中，炎症，缺氧和许多其他病理因素的内部微环境是动态的，很难从急性疾病的患者中常规服用样品[53]。因此，有必要完全考虑宿主动态微环境在将其应用于疗法时对MSC的影响。

4.2。MSC启动以提高其对治疗应用的效力

许多研究表明，为了外源提高免疫调节功能和临床效力，MSC可以用促炎性细胞因子或生长因子进行启动[54，，，，55]。例如，可溶性促炎细胞因子IFN-γ可能影响MSC的成脂和成骨[56]。几个ifn-γ在BMSC的成骨分化的早期阶段，发现可诱导的基因（例如Runx2）上调[57]。此外，ifn-γ在促进MSC的抗炎活性中起着重要作用。如报道，用ifn-启动γ，小鼠MSC（MMSC）上调了吲哚胺2,3-二氧酶（IDO）的表达，已显示出在早期抑制T细胞活性。以及一些重要的免疫调节分子，包括CCL2 PGE2，TGF-β和HGF，是从Primed MMSC分泌的[58]。另一项研究表明，STAT1/STAT3信号通路的激活和MTOR信号通路的抑制促进了MMSC的免疫抑制特性，并具有IFN-γ。同样，通过在HMSC中的MTOR途径的抑制增强了免疫调节能力[59]。至于其他细胞因子，当用LPS/TNF-启动时，促进了碱性磷酸盐活性和MSC的骨矿化。α[[60，，，，61]。Redondo-Castro等。发现，当用IL-1 Primed MSC的条件培养基处理时，鼠BV2细胞分泌了更多的营养因子，例如G-CSF和抗炎介质，例如IL-10，但较少的促炎细胞因子，例如IL-6和TNF- TNF--α[[62]。此外，当用促炎细胞因子混合物启动时，源自AT，BM或包皮的MSC表现出不同的表达水平（IDO1，SEMA4D，FGL2，SEMA7A和GAL）（IFN--γ，IL-1β，ifn-α和tnf-α）[63，，，，64]。

由于MSC对严峻的环境高度敏感，并且在临床前或临床试验期间冷冻保存后将获得功能损失，因此启动可能有助于提高MSC的治疗潜力，以靶向MSC的生物学特性。在临床翻译中，MSC启动仍然存在许多局限性，例如高成本，免疫原性的危害，不稳定的效果，具体取决于MSC的来源和供体，以及在长期试验期间用启动方法处理的MSC的致瘤潜力效应。

4.3。工程干细胞用于自我调节的药物输送，以应对炎症环境

除了骨软骨缺损外，全身和局部炎症都可能对OA和其他疾病的发病机理产生深远的影响。尽管通过细胞因子进行适当的预处理有益于MSC的免疫调节作用，但异常且不断增加促炎细胞因子（例如白介素1（IL-1），IL-6，IL-6，IL-17和肿瘤坏死因子（TNF）CAN等促炎细胞因子水平（TNF）CAN除了细胞外基质（ECM）的变性外，还导致软骨特异性基因和蛋白聚糖形成的抑制。此外，IL-1介导的炎症环境抑制了干细胞的软骨分化，并导致源自干细胞的软骨快速降解[65，，，，66]。因此，对在炎症环境中可能有益的治疗剂进行了越来越多的研究。鉴于在类风湿关节炎（RA）中开发和应用的多种蛋白质疗法的成功框架，在内源性启动子序列下编辑抗细节分子的关键转录本的新方法已应用于控制周围周围炎症信号的细胞反应微环境动态。Pferdehirt等。[[67]使用设计的启动子开发了一个合成系统，该系统具有多种识别元素的核因子Kappa-Light-Chain-Enhancer的活化B细胞（NF-）（NF-）κb）放大和诱导抗细菌蛋白IL-1RA的表达和释放。通过慢病毒递送将基因电路转染到诱导的多能干细胞（IPSC）中，工程细胞能够区分为工程软骨，以使患病组织的再生并以自我调节的方式缓解炎症（图）5（a））。在最近的研究中，由于具有高度靶向特征和肿瘤性的低风险，CRISPR-CAS9系统彻底改变了对哺乳动物细胞的适用性[68]。一项研究表明，鼠诱导的多能干细胞（IPSC）经过设计以在功能上删除IL-1受体I（IL1R1）使用CRISPR-CAS9系统。与野生型细胞相比69]。可能诱导另一种类似的含有反馈控制基因回路的IPSC来产生生物活性药物。同样，将表达IL-1RA或可溶性TNFR1（STNFR1）的基本序列插入了基因CCL2启动子的下游，以使用CRISPR基因编辑构建由IL-1或TNF激活的动态负反馈电路（图（图））5（b））[70]。在后一项研究期间，IPSC与3D PCL机织支架结合使用，以形成稳定的软骨植入物，以减轻RA模型中的炎症[71]。组织工程和合成生物学的结合有望通过产生特殊设计的干细胞来治疗慢性疾病（例如OA和RA）的广泛潜在治疗应用，这些干细胞不仅可以区分组织特异性细胞类型，还可以调节转基因的表达对体内动态变化的病理信号的直接反应中的分子。将来，使用设计器干细胞进行OA治疗的这种高度响应且自我调节的治疗策略可能会克服传统的生物抗细菌药物或治疗的局限性，并最终降低患者不良事件的风险。

5.结论和未来观点

尽管干细胞因其固有的再生治疗和免疫调节特性而提供了巨大的前途，可以治疗骨科疾病，但仍有许多挑战仍然存在许多挑战以实现其全部治疗结果，因为越来越多的证据表明，在许多情况下，在许多情况下，其原始干细胞中的干细胞在其原始细胞中，状态可能无法实现预期的效果。持续的生物工程方法提高了治疗功效。特别是，微凝胶组装和3D生物打印技术可实现有效的细胞封装，并改善目标位点的细胞存活和保留，并精确的细胞模式，这些细胞模拟模仿骨软骨界面的梯度结构。再加上其他技术，例如基于CRISPR-CAS9的基因编辑，可以动态调节细胞外环境的设计器干细胞可以在功能上实现。此外，对于MSC在临床中的成功应用，需要仔细解决某些生物安全问题，例如遗传异常，肿瘤形成和宿主免疫反应的诱导。据报道，在连续和长期细胞扩张期间可能诱导基因组不稳定性和突变。MSC处理的潜在肿瘤风险可能与异常的细胞表型和恶性转化有关[72]。此外，某些MSC可能会在具有免疫缺陷或特殊肿瘤环境的受体中发生恶性转化[73，，，，74]。因此，重要的是，使用先进的细胞遗传学技术和miRNA分析，在MSC制造过程中严格地严格地监测染色体核型和细胞生长动力学，以避免肿瘤性的风险。最后，与MSC相关的临床试验应基于确认其安全性和有效性的大量动物实验研究。

将来，我们认为生物工程方法将继续深刻影响干细胞疗法在骨软骨和关节相关疾病中的应用。具有自我调节能力的生物药物输送能力的智能干细胞疗法将广泛应用于OA和许多其他慢性疾病。

利益冲突

作者宣称他们没有利益冲突。

作者的贡献

Meng Wang和Yixuan Luo为这项工作做出了同样的贡献。

致谢

F.C.致谢深圳高级技术创新研究所的优秀年轻研究人员（Y9G075）和Y.Y.的支持。感谢深圳科学技术计划（KQTD20170331160605510）的资金。

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