文摘
今天,一些兽医疾病可能是接受政府的干细胞。这是可能的因为这些细胞治疗高潜力和可能被注入自体或同种异体的,新鲜的孤立,或以前讲究的。文献支持过程是安全的和动物卫生带来了相当大的益处。知识如何成人干细胞调节分子信号激活细胞归巢也越来越坚定,证明机制使细胞修复和再生组织受伤。临床前研究设计对许多动物模型和他们促成了翻译人类诊所。本文展示了最常用的干细胞类型,重点对间充质干细胞及其修理机械的潜力,以及实验协议,研究疾病,和最高的物种数量的研究和应用。干细胞协议利用之间的关系在诊所、分子机制和生理反应可能为新的研究提供补贴,因此改善人类和动物的治疗结果。
1。介绍
在过去的20年里,相当重视对干细胞的生物学研究。结果,有一个显著增加其特点的理解,同时,治疗潜力在不同领域中的应用(1- - - - - -4]。在人类利用这些细胞仍被视为实验(除了骨髓移植治疗血液疾病和皮肤再生(5- - - - - -7]),在兽医治疗的动物数量已经评估的有效性提供了大量基础细胞疗法治疗大量疾病(8,9]。然而,总的来说,干细胞的治疗问题,涉及使用再生组织还没有被完全理解。
几乎所有的动物组织的直接行动可以修复或再生干细胞(10),提出了一种高增殖和分化潜力[11]。通过这种方式,一个巨大的努力已经取得了对理解成体干细胞的机制能够执行组织的功能更新,以及支持这些过程的条件在生物体受到疾病的影响。逐渐,来自不同来源的成体干细胞,主要是骨髓和脂肪组织,已被用于治疗动物疾病在世界各地(12,13]。在这种背景下,间充质干细胞(MSC),来源于中胚层和neuroectoderm14]和血管分布在所有的成年组织(如脂肪组织、皮肤、心脏、脑、血管,骨骼,和软骨(15),现在一个重要的再生能力。
MSC的自然能力多能——能够产生新的细胞的组织来自这个胚芽层。这些细胞,生长因子和激素的作用,获得相关的形态生理方面在身体(其位置利基市场)[16]。至于干细胞驱动组织内的不同的直线,这些新细胞增殖能力有限,被命名祖细胞少,进而能够分化成细胞类型相比,MSC。MSC和祖细胞是负责组织修复和维护的主要细胞类型的情况下的故障或损伤17,18),应对特定的刺激(19]。由于这种特性,这些细胞已经被分离出来并用于细胞疗法全球协议。
在兽医领域,MSC,从骨髓或脂肪组织分离,通过最小的操作,已经申请治疗肌腱、韧带损伤,与重要的临床意义和关节疾病,马和狗在骨科的条件下(9]。然而,控制和精心设计的基本生物学特征和属性的研究这些细胞仍然是必要的20.]。在这种背景下,本文将集中在兽医领域的疾病的方法,可以通过使用干细胞治疗,强调更经常使用的协议伙伴,工作,和农场动物,细胞类型。此外,再生过程的分子和生理机制调制通过MSC和兽医治疗获得的好处可能将讨论翻译对人类健康。
2。什么是间充质干细胞,我们为什么要使用它呢?
2.1。潜力MSC增殖、分化和组织再生
尽管其可塑性(分化)的能力和潜力虽然细胞系可以成功在体外(21),使用胚胎干细胞在医学仍然是有争议的:对于人类来说,主要是因为有道德和宗教问题;在其他哺乳动物,因为这人口还没有充分利用;在这两种情况下还有著名的畸胎瘤形成的可能性在活的有机体内(22),引起基因组不稳定的迹象在体外使(23]。在这种情况下,优先使用的胚胎干细胞已推导血统在体外,诱导成体干细胞多能性的探索,这导致了诱导多功能干细胞(iPS),进而成为很多研究的重点和一些细胞疗法协议(24,25]。另一方面,随着胚胎细胞分化组织来源于三个胚芽层在活的有机体内、可塑性和效力能力生成的细胞系是减少内部的层。这样,中胚层,胚芽层发展到肌肉、循环系统、泌尿生殖道,骨骼和软骨、结缔组织、骨髓,池self-stem细胞,命名间充质干细胞(MSC,如上图所示)。从概念上讲,MSC显示自我更新能力的细胞(在这种情况下,执行不对称细胞分裂,产生未分化的细胞,并保持“茎”能力)和有可能分化成其他类型的细胞19]。这些将影响小,环境所必需的成体干细胞接收信息,”引起的细胞信号传导的过程(自分泌、旁分泌和内分泌或细胞内),激活细胞增殖和分化的机制。这信息是以前的信息之间的相互作用干细胞,干细胞之间的相互作用以及邻近的分化细胞,干细胞和粘附分子之间的相互作用,细胞外基质成分,氧张力,生长因子,细胞因子和环境的物理化学性质16,26]。利基发出的信号可以导致MSC假设不同的“行为”(27),根据需要(图1)。
成体干细胞,主要是MSC隔间,存在于所有组织和器官,其主要功能是替代坏死细胞的生理细胞更新流程(28]。此外,他们还可能替代坏死细胞在病理情况下,如缺血、炎症或外伤。成体干细胞来源的组织修复受损,因为他们准备动员以应对损伤信号或病理条件(29日]。利基的方式能够编排干细胞理解和响应信号是极具挑战性的观点的分子机制,发展,和老化30.]。此外,复制这些信号的方法之一是基于一类小分子的释放能够绑定到特定的受体表面的干细胞和免疫系统的细胞,称为趋化因子。这样,一旦接触发生配体和受体和配体的数量越高,越高越大激活受体将和偏袒积极的变构梯度(31日]。因此,细胞假设触发信号通路,除了移民,一个集中细胞反应,导致细胞增殖或分化。变构梯度越有利,更好更快地“决定”的干细胞,这是接受不同的信号来执行不同的功能。关于电池更换的需要,因此,最佳响应趋化信号的类型是MSC (32]。此模式的感知与一个特定的细胞信号的激活轴及其响应(迁移、增殖和分化),一个名叫过程细胞归巢,细胞疗法的有效性的基本机制。
一旦发生损伤,激活细胞归巢是为了促进组织修复。受伤的组织(炎症),一旦处于缺血状态,通过不足的营养物质,生成一个缺氧简介,诱发低氧诱导因子- 1 (HIF-1)的激活,导致细胞因子的释放,如stromal-derived因子- 1 (SDF-1) [33)和血管内皮生长因子(VEGF)。这些细胞因子在当地公认的细胞和血管他们帮助他们穿过组织层(轮回)为了模型所需的细胞外基质和激活细胞分化。同时,损伤激活免疫反应和随之而来的释放活性氧34),从而影响细胞归巢。在这种背景下,受伤的组织可能由成千上万的细胞。此外,病变可能是由于疾病、外伤,过度的体育锻炼(35),发生缺氧的影响,物理或化学药剂(有或没有治疗的目的),传染性病原体,免疫反应,疾病或遗传疾病和/或营养障碍(36,37]。因此,一旦发生伤害归巢机制很容易激活,涉及整个免疫系统,发生强烈的成人干细胞动员,潜在的造血干细胞(HSC), MSC,和其他居民组织祖细胞(从血管内皮细胞、肌肉、心脏、肝脏、肾脏、骨骼,上皮细胞,等等)(10,29日]。因此,重要的是要理解成体干细胞,尤其是组织隔离,或者相反,用于生成一个特定的组织,应该能够认识到导航定位定向到病变部位和执行适当的修复。在MSC来源、骨髓和脂肪组织(38仍然是最广泛应用于治疗,尽管新的潜在组织(包括合成)正在探索。
2.2。采购和在实验室培养的MSC
尽管更多的传统分离骨髓MSC在脂肪组织更丰富。血管中标识部分(SVF)组织,MSC可以培养生产纯化人群与高分化的潜力和分泌生物活性因子39]。这些属性的结合导致脂肪组织衍生MSC (ADSC)研究在过去的十年中,与细胞治疗和组织工程中特别感兴趣。最近,这种细胞类型的标准定义国际社会已建立的细胞治疗(40),类似于用于骨髓MSC。
为了应用在人类或兽医诊所,干细胞应该“轻松”,必须获得最低限度处理,在沉思,以避免任何污染的风险。通常,骨髓活检穿刺收集的愿望在狗和猫的股骨和胸骨的马41]。收集的样本被送到实验室和拨款条件离心机的分离单核细胞层。单核分数可以准备在注射器直接应用在病人或提交培养MSC。这些细胞的培养标准细胞培养条件,也就是说,在商业文化中孵化(通常是补充血清的动物源提供生长因子和氨基酸的来源),抗生素,严格控制温度和湿度(通常使用37°C和5%的公司2)。细胞在特殊的瓶子,保持在这些条件下,通过随后的扩散和人口增加了一倍,他们扩大覆盖种植的面积。因此,MSC的特点是表现细胞单层和显示纤维母细胞方面相差显微镜(42]。在每次资料片即将填满整个地区,收集通过胰蛋白酶、胶原酶细胞酶学和为。这个过程叫细胞通道和删除其他细胞类型是至关重要的文化和间接测量衰老。通常,第四段后,可以花几个星期的时间,这取决于捐赠者的文化条件和生物(健康与否,年轻或年老,等等)(43),准备临床使用MSC。虽然健康的干细胞达到衰老后超过10通道在文化、长期培养可能会干扰其分化的能力(44]。此外,MSC的过程也可以通过冷冻/解冻(低温贮藏)同时保持干细胞的特性45]。
收集到的脂肪组织通常是无菌的腹股沟区在狗和猫和马的背臀大肌表面,然后转发到实验室。我们的研究小组,以实验分析血管生成反应在minipigs诱导缺血的心肌梗死,使用颏下的脂肪(46]。在这个组织,干细胞是嵌入在SVF的细胞外基质。隔离的干细胞来源于脂肪组织是一个最初基于机械破碎和过程,随后,通过消化酶(化学47,48]。执行机械分散使用无菌手术材料如镊子,手术刀刀片,剪刀。下一步,化学分裂,是由使用胶原酶等酶,它消化组织释放细胞。由此产生的混合物,由脂肪组织和酶解,孵化在生理温度,使酶活性,潜伏期后,已经分裂组织是离心机。最终产品是SVF,沉淀在底部的管。
SVF可能准备在注射器和注射的病人或放置在文化获得通过在体外增殖,ADSC的人口。选择扩大在体外允许,几周后,更具同质性的干细胞的出现来源于脂肪组织。在MSC的一样,应用程序的病人,ADSC与盐溶液收集并放置在注射器,准备使用(49]。因为它容易收集,大量的干细胞,脂肪组织和设施的扩张,已经使用更大的频率作为兽医细胞来源的细胞基础治疗(38,49- - - - - -51]。
至于选择骨髓或脂肪组织干细胞,单核分数,或者SVF扩张后文化(骨髓MSC或ADSC, resp),决定对其使用的最优条件取决于许多因素。最好的应用程序将考虑的病理类型、年龄、病人的医疗特色和紧急治疗(考虑细胞归巢,这些条件将是相同的人类和其他哺乳动物)。新收集的分数,除了MSC,包含几个其他类型的细胞,以及信号分子如细胞因子和生长因子(41]。整个细胞的集合组件和生物分子的作用,加速再生过程。有关这些机制考虑,通过干细胞的运作以及如何调节它们可能从治疗的角度来看是非常有益的。
2.3。理解旁分泌作用
MSC分泌的细胞因子和细胞因子,发挥对组织修复的影响。因此,许多这些分子被认为是旁分泌因子,具有函数提供一组相邻细胞的需要通过他们影响受体和细胞内途径的激活或失活在不影响身体的其他细胞。在缺氧的条件下,一旦归航激活,MSC可以释放,除了SDF-1和VEGF,纤维母细胞生长因子(FGF) 2和7、肝细胞生长因子(HGF),而,将生长因子(TGF -β),矩阵metalloproteinase-9 (MMP-9)、肿瘤坏死因子-α(TNF -α)和(il - 1)及白细胞介素- 6 (il - 6),和其他(52- - - - - -54]。
激活的SDF-1受伤后,执行或细胞疗法,有招聘的成体干细胞(骨髓或组织居民)。信号越强的形式(通常是一个积极的变构梯度),更有效的细胞反应。对于这个发生,至关重要的是,细胞能够表达的表面受体和迹象,一旦认识到“命令来修复,激活转导途径趋化性。因此,SDF-1绑定到特定的膜受体CXCR4和激活MAPK Akt, PKC, PI3K和NFκB通路(55]。这些信号分子引起的激活细胞增殖,细胞骨架重组,和其他细胞因子诱导,尤其是白细胞介素。
激活的血管生成过程是至关重要的新血管的形成,提高受伤组织的营养,从而导致缺血区域的恢复。是否在缺氧或炎症过程的建立,VEGF和组(负责船舶成熟)他们的诱导表达56并激活内皮祖细胞,将构成新的血管。在猪诱导直肠炎的一项研究显示,反复注射MSC可以调节VEGF及其受体的表达,除了组和FGF 2 (57]。此外,细胞疗法协议针对诱导血管生成也研究了肌肉组织和肢体缺血,主要在心血管疾病。然而,它是非常重要的,使用疗法能够诱导血管生成观察肿瘤的存在,这是非常常见的老年的狗和猫58]。组织营养的过程也是非常重要的细胞外基质的调制,这是组织和细胞组织的基础。
理解之间的关系伤害皮肤,肌肉,骨骼,软骨和MSC提供的修复潜力,有必要更加深入地了解细胞外基质的功能。组织细胞外基质,其主要功能是支持(通过在组织和细胞的“修复”),与纤维组织和流体元素。中央流体元素是由粘多糖,通过其吸湿能力,形成glycoconjugates提供抵抗压缩力量,关节和肌腱作为润滑剂。粘多糖矩阵调节通道的分子通过细胞外空间,参与维护趋药性的梯度阻塞,刺激或指导迁移和细胞分散,而且,通过这种方式,影响干细胞的修复功能(59]。这些分子是软骨的基础。另一方面,纤维元素结构蛋白,胶原蛋白等形式灵活和弹性纤维的抗拉强度。细胞外基质是由一个特定的蛋白质家族,基质金属蛋白酶(基质金属蛋白酶)。
基质金属蛋白酶导致细胞外基质降解蛋白质的组成部分,与他们特定抑制剂(TIMPs),这些分子能够调节干细胞归巢。Bhoopathi等人表明,抑制MMP-2能够灭活MSC对肿瘤的趋向性,因其影响SDF-1 / CXCR4轴,在小鼠体内成神经管细胞瘤,除了感应细胞因子的变化(60]。因此,应该注意的是,炎症过程极其活跃的细胞外基质的结构和功能有关,例如,软骨的变化和生物力学改变,那些发生在骨关节炎的情况下(61年]。此外,MSC有很大的能力导致对炎症蛋白质和愈合过程的影响,因此,在细胞外matrix-forming分子,胶原蛋白(62年)、纤粘连蛋白(63年]。在此基础上,结合基质金属蛋白酶和MSC出现“双刃剑”:第一个新兵调节第一第二,和他们一起采取行动修复肌腱损伤和骨关节炎。在这种背景下,MSC的能力影响环境修复是其免疫调节作用密切相关。
2.4。MSC免疫调节潜在
MSC的免疫调节功能与修复的能力,表现在整个生命的有机体。这一特点也导致宽容被接受者的免疫系统允许使用基因不同的供体细胞在细胞移植(同种异体)和非常感谢协议(64年]。MSC的免疫调节能力似乎与它交互T-CD4 T-CD8细胞和促炎介质。这类干细胞分泌的差别逆转炎症信号通过对这些介质和激活抗炎细胞因子(65年,66年]。事实上,t细胞直接参与贪污与证明宿主病Polchert et al .,以回应干扰素-γ,激活TGF -β但没有影响诱导il - 10;MSC增加抑制,限制Th1反应(64年]。同时,基等人表明,MSC可以防止淋巴细胞表达抗原的树突细胞,以及他们迁移到淋巴结(激活位置)67年]。在活的有机体内管理MSC CCR7和CD49d差别明显对这些生成的β1,两个分子参与淋巴器官的树突细胞归巢。
能够抑制刺激T细胞的增殖在体外对MSC描述很大量的非人类物种。在狗,MSC能够增加il - 6和TGF -β和降低TNF -α(68年]。在鸡,抑制t淋巴球的MSC与一氧化氮产量(69年]。急性结肠炎的豚鼠模型表明,骨髓MSC,脂肪组织干细胞相比,出现神经丛炎衰减的更有效,减少胆碱乙酰转移酶的免疫反应性,和顺向淋巴细胞浸润程度的肠肌神经节(70年]。Carrade等人指出,在马,类似于发生在人类和啮齿动物,一旦受到刺激,MSC的组织类型减少淋巴细胞增殖,增加前列腺素E2和il - 6的分泌,降低TNF -的生产α和干扰素-γ(71年),如前面已经见过的。可以观察到类似的结果和机制,在其他物种66年]。哈达德和Saldanha-Araujo还讨论了主要通过MSC抑制免疫t细胞和他们的反应机制,关注信息接触,分泌的可溶性因子,和监管t细胞生成(72年]。根据作者,表面标记和MSC的toll样受体(从不同来源分离)和induced-cytokines同行可能会影响炎症微环境(利基)和免疫抑制过程。
关于最好的有机反应的所有信息必须聚集在细胞疗法的应用程序,以及细胞类型,传递路线,应用程序的数量。除此之外,患者健康状态必须评估为了让干细胞归巢是有效的。
3所示。细胞疗法应用于兽医
自2000年代初在兽医,细胞疗法临床现实,第一个应用程序是用于治疗肌腱损伤在马73年]。全球几家公司提供服务的孤立的骨髓单核细胞,骨髓MSC,或ADSC伴侣动物的治疗主要是(8)和马(13]。虽然仍有需要随机对照临床研究,世界上成千上万的动物已经被启用这个治疗过程的有效性的评价。单核分数和MSC曾主要在兽医治疗肌腱和韧带损伤和关节疾病马和其他物种,以最小的操纵细胞(9]。如下将讨论,研究和临床试验表明,自体骨髓细胞有一个重要的治疗潜力,现在马和狗在骨科临床好处的条件。此外,研究使用MSC或ADSC的数量已经在治疗方案,有或没有使用生物材料支架(50]。
3.1。基础研究到临床应用
细胞疗法在狗、猫、马取决于兽医的接触隔离的实验室,细胞培养,准备申请。在这一点上,兽医和实验室人员一起必须决定什么是最好的治疗形式:分数直接收集了病人(骨髓单核分数或SVF)或培养细胞(MSC或ADSC, resp),自体或同种异体的捐献者。后决定细胞类型、专业组织细胞的收集和发送。如果选择是使用单核分数或SVF,兽医收到一套从实验室,使无菌骨髓和脂肪组织的集合,并将材料发送回实验室。一旦收到,孤立的细胞需要2 - 3小时。由于对马生存能力和细胞的行为,(例如)建议应用细胞制备和使用后24小时内大无聊针还建议[74年]。考虑到孤立的细胞的数量与大小直接相关的质量(质量)和组织(脂肪组织或骨髓),应用数量也是变量,缺乏具体的每个物种或疾病的标准化。按照下面描述的协议,一些卷将注入。图2概述了一些细胞类型和应用程序在兽医诊所。
3.2。动物的运动
虽然有大量的体育运动包括动物,如狩猎、战斗,斗牛,在赛车模式通常应用细胞治疗协议。这是因为这种形态是导致大多数肌腱受伤,关节软骨和骨马。这个兽医类,跳也视为一个活动导致这些伤害。除了动物卫生的问题,受伤,反过来,产生相当大的经济问题,因为马是动物体能训练和竞争力涉及大量的成本。由于容易收集和有效性,最大数量的协议旨在为马管理细胞疗法是基于使用骨髓单核分数(75年,76年]。最近,可能通过搜索策略可以确保更好的结果,其他细胞开始调查。
最初,耗尽了培训之后,即使没有软骨或骨损伤,动物可能会影响到肌肉酸痛,阻碍其运动,会加剧炎症过程34]。考虑到肌肉骨骼损伤,托里拆利等人表明,赛马谁有1 - 4×106骨髓单核细胞,结合自体富含血小板血浆,直接应用到病变(超声),显示肌肉再生后12个月的随访(13]。30动物被提交给细胞疗法,28能够回到赛场,显示协议产生了明显的改进。此外,MSC以来促进潜在的这些组织分化的细胞类型,他们最近指出有前途的候选人为细胞疗法和再生医学马病人接受肌肉骨骼损伤(38]。软组织损伤的肌肉骨骼系统在人类和动物中很常见,尤其是运动员,并导致相当大的发病率在患者群体。幸运的是,这些病变表现为良好的目标细胞治疗的有效性,主要与MSC。
肌腱纤维结构与结缔组织的函数,与胶原纤维交织在一起,由环状韧带附着在骨头。的恢复受损的韧带和肌腱发生大量的细胞和新的纤维组织的形成,但较低的生物力学属性,导致性能减弱,以及增加受伤的风险。它也指出tendon-derived干细胞,能够分化成其他类型的细胞,如肌肉或脂肪,在损伤可能容易加重慢性病变的病理情况,导致(77年]。马和狗是临床中最影响动物,与自然发生的病变病理在人类观察到的相似分析MRI和超声8]。数字的重复性压力伤害屈肌肌腱在赛车和跳马很常见73年]。
由于存在较高的胶原蛋白,归航的损伤迅速诱导激活机制,它允许肌腱修复的干细胞注入。此外,有越来越多的实验协议描述改进结果的组合使用后的干细胞和集成基因刺激肌腱再生过程78年]。评估主要增长因素包括骨形成因素(BMF),血小板源生长因子(PDGF), FGF, VEGF,胰岛素样生长因子1 (igf - 1)78年,79年]。Tetta等人观察到液(细胞外囊泡参与信息交流)发布的MSC可以分泌抗炎因子,这将是非常有效的腱修复(80年]。Filomeno等人表明,成人干细胞治疗富含血小板血浆也可以有前途的兽医和人类试验(77年]。在这种背景下,马报1×10的应用7ADSC结合自体血小板集中能够防止肌腱炎恶化,在后续的16周,显示更大的胶原纤维组织,减少炎性浸润,当这些动物比较对照组(接受pbs) [73年]。
在软组织再生的情况下,肌肉和肌腱,同样重要的是要注意,除了纤维组织,新血管的形成非常重要的营养。因此,治疗用干细胞必须能够激活当地归航诱导血管生成等因素的生产VEGF和组。事实上,营养因素由马MSC分泌能够诱导血管生成在体外通过激活VEGF (79年]。然而,本质上,血管生成可能引起更多的因为它使炎症组织更宽容的迁移细胞的免疫系统。因此,即使显示为活性代理变性病变的发展,tendon-derived干细胞正在研究,并指出文化增殖比tenocytes更快,当植入在活的有机体内这些细胞具有再生能力的肌腱组织(77年]。作者还讨论了退化过程的维护也可能被解释成这一事实肌腱干细胞可能是受到早期衰老的影响,在大造成的炎症状态与病变的相关机构。
通过使用MSC,来源于骨髓和脂肪组织,治疗协议是一个可行的现实,而是因为肌腱的赛马是一个永久性的问题新方法研究。以这种方式,作为一种方式来保持细胞损伤和优化网站的修复、生物材料已被许多研究工作的主题(75年]。纤维蛋白和collagen-based水凝胶被广泛用于肌腱修复因其低抗原性和免疫原性和其固有的特性,如细胞识别信号促进细胞附着、细胞归巢,增殖,分化,顺向刺激组织愈合和再生81年,82年]。对其有效性,使用干细胞载体,除了低侵袭性,协助定位原位细胞注射和治疗维护(83年]。
体育活动也能导致软骨损伤,特别是关节和其他关节,兽医也关心这些伤害(84年,85年]。事实上,这些结构有再生能力低于其他组织。创伤引起的在这些软骨导致韧带韧带炎、残废,影响性能的一种形式,和骨关节炎、退行性疾病,可能会引起疼痛、僵硬和减少关节的功能。即使这些病变引起的刺激干细胞归巢,生理机制是弱激活。在这种背景下,众所周知,MSC分化成成骨的高潜力和chondrogenic细胞系(86年]。然而,有讨论细胞类型(从骨髓或脂肪组织)将被证明是最有利的兽药使用。
比达尔等人比较chondrogenic成人骨髓MSC马或ADSC的潜力在体外(87年]。培养细胞都使用TGF -诱导成软骨形成β3和BMP-6,粘多糖的合成和胶原蛋白II型进行了分析。马骨髓MSC显示优越chondrogenic潜力与ADSC相比,表明这些细胞的反应提供一个更好的方法来刺激软骨组织再生。使用同种异体的MSC,韧带韧带炎的商业化生产,也测试了一个案例研究(88年]。四个星期后诊断,病人接受注射的MSC结合富含血小板血浆,12周后,第二次注射,在同等条件下,为了促进愈合。32周后,通过超声监测,动物显示总恢复纤维排列和展出相关绩效标准初始水平,在疾病的发展。因此,考虑到在兽医MSC可用于同种异体的条件(人类患者仍然没有定义),这有助于细胞归巢的过程,一旦细胞从健康和商用,在一般情况下,年轻人(增殖率增加)。Broeckx et al .,与马受到临床研究退行性关节疾病,减少运动功能和退休的主要原因表现在马,测试的个人和结合使用MSC和富含血小板血浆85年]。6岁的细胞从外周血分离动物和MSC文化身份认同的建立和测试。MSC的样本也提交给chondrogenic分化在体外;的MSC还测试了表达MHC II级。12周后验证,MSC没有显示MHC表达和协议(MSC +富含血小板血浆)的组合,有或没有chondrogenic感应,能够扭转损伤,改善受损关节的功能和可持续性。
问题涉及的软组织损伤、软骨和骨骼,看到的,是相当常见的动物受到高抗冲性的运动,尤其是在马。然而,在这些组织退化的过程也发生在动物,像狗和猫。
3.3。同伴动物
近年来,已经有很大兴趣使用干细胞治疗各种疾病的家畜,主要的公司。虽然科学文献特征明显差距的福利在人类干细胞疗法及其证明能力,严格控制所定义的科学研究,干细胞移植治疗提供创新的治疗观点在同伴动物疾病被认为是到目前为止没有治疗。
最近,从骨髓MSC孤立的形态学和生理学评估在不同的犬品种(边境牧羊犬、德国牧羊犬、拉布拉多,金毛猎犬,和Hovawart) (89年]。增生性基于能力的分析、衰老、细胞系在体外分化,和表型鉴定表明,MSC的行为在所有种族测试非常相似,尽管一些特性(例如,边境牧羊犬是一种品种,与更大的细胞分裂能力和细胞成骨分化;牧羊犬、拉布拉多和衰老细胞的黄金比例较高;等等)。因此,不管一些变化,从骨髓MSC和建立文化,所有的品种能够被扩展分析在体外,显示潜在的增殖和分化,从而成为合格的细胞疗法。
看到马,成体干细胞的潜在临床应用引起了从几家公司商业利益,甚至纯化细胞一直在测试研究协议犬骨关节炎的治疗。因此,在狗的骨科治疗骨髓单核细胞一直更关心的治疗方法(12]。据悉,这些细胞能够招募其他干细胞和免疫系统细胞,从而诱导归航在活的有机体内(90年]。骨髓细胞受伤组织和有很高的亲和力,在考虑其潜在修复损伤,还可以再生受损的关节结构,韧带、半月板,和一样交叉病变软骨的过程非常类似于那些发生在马和其他动物(91年]。
尽管获得的好处使用细胞从外周血分离,根据动物的健康状况和年龄,这些细胞的反应可以弱与其他细胞如MSC。然而,老狗目前常见问题涉及循环系统。Hulanicka等人分析了核细胞的转录概况从狗的外周血分离与心脏衰竭,发现这些细胞表现出改变表达式的molecules-potentially电感的病理过程92年]。一个例子是关于基质金属蛋白酶,其错误的激活可导致细胞外基质重塑不当。另一方面,使用骨髓干细胞和祖细胞对于心脏疾病是有前途的狗,由于协议应用程序的安全性和可行性,这可能是由内(93年]。
使用MSC与脂肪组织也被经常应用于狗。甚至SVF或ADSC可能很容易获得皮下脂肪组织通过抽脂手术,显示良好的增殖潜力和可塑性45]。然而,一些协议已经执行应用这些细胞。Ryu等人评估1×10的植入6同种异体的ADSC在犬急性脊髓损伤94年]。磁共振成像和组织病理学显示出成熟的神经细胞,细胞治疗组改善神经传导速度,躯体感觉潜力,和神经系统的功能。同种异体的ADSC也用于治疗犬髋关节发育不良患者(12]。在这项研究中,从腹股沟区SVF收集和应用之间的浓度2和5×106细胞自体方式();从SVF ADSC建立了4周,用作2到8×105细胞同种异体的条件();两种细胞类型在附近穴位注射关节的影响。细胞疗法是安全的和成功的保证改进后30天ADSC SVF为70%和50%。
狗和猫可能出现骨问题,遗传或一些畸形或不足的饮食造成的94年]。主要问题是佝偻病、骨软化、骨质疏松症,osteofibrosis和其他骨骼畸形。考虑到骨修复和延长(骨生成),硕士也有良好的治疗选择。有趣的是,除了其内在活动,这种细胞类型也可以作为基因载体(体外基因治疗的药物,反过来,可以协助成骨的过程(95年]。此外,作者点因素的例子,帮助修复骨细胞归巢FGF, BMP和Wnt /β连环蛋白和信号通路。还测试了一项研究移植骨髓MSC和plasma-rich血小板牵引在狗9]。细胞,1×107直接注入胫骨骨痂,3个月后,放射学,电脑断层摄影术,组织学证明,治疗组显示显著的和适当的胫骨延长。通过这种方式,对于骨修复,骨髓MSC在实验室建立似乎更具吸引力与新鲜骨髓分数。
即使在视图中使用的多功能干细胞再生兽药、公园等人孤立,使用MSC孤立从羊膜的狗96年]。作者表现分化谱系协议和验证了多功能能力,在适当的培养条件下,表明这些细胞可能是一个丰富的同种异体的干细胞来源的狗。基于这个想法,崛江等人测试synovial-derived MSC的植入对兔膝部分半月板切除术(97年]。24周后,植入细胞坚持半月板缺陷和激活组织再生、分化成i型和ⅱ型collagen-expressing细胞。骨软骨和关节骨关节炎等疾病和问题也会影响国内的猫。分析和考虑到信息时代和病理条件下,大多数成年干细胞协议,像那些用于狗,猫也可以外推到。然而,这些疾病也在农场动物,注定要屠杀。
3.4。农场动物屠杀
现在的主要问题之一是获得农业和牛输入营养的世界人口。这样,有一个伟大的关心注定要遭屠宰的牛,在饲养环境(限制或牧场)和身体发育获得更好的肉和应该考虑生殖潜能。尽管干细胞仍在这个领域探索,已经有一些山羊的模型治疗软骨损伤和细胞类型,iPS,被研究。
牛创建,旨在开发脂肪获取肉嫩,有时最高重量,可能诱发软骨和骨骼问题。进一步,尤其是在放牧,这可能会影响他们的运动。南等人提出了识别和建立MSC山羊的关节软骨损伤的修复(98年]。髂骨髓是吸气的波峰和MSC在体外。组织学和免疫组织化学分析证明hyaline-like软骨再生和葡糖氨基葡聚糖合成的移植网站组收到1×107MSC相比,控制或骨marrow-treated山羊。关节内注射的MSC可以提供优越的软骨修复的结果,可以外推到其他农场的物种。
牛乳腺炎,乳腺的炎症性疾病,导致牛奶产量大幅减少和经济问题。疾病直接影响到农民的收入减少牛奶产量,降低牛奶的质量,和减少动物的价值,而导致成本用药物,扑杀动物,风险和可能的死亡。此外,牛乳腺上皮细胞和干细胞是非常重要的在牛奶生产和生物工程。因此,沙玛和宋证明牛乳腺干细胞疗法的可能性,为组织的再生提供巨大的潜力,可以更换或修复病变腺表明干细胞分化孤立成上皮,肌上皮和/或立方形的柱状细胞减少风险后回注[99年]。作者还认为,“诱导多能性”细胞可用于这种方法。
诱导多能干细胞(iPS)细胞被定义为分化细胞实验多能细胞重新编程,实现一个胚胎干细胞的状态。在一般情况下,这些细胞都提交给逆转录病毒转导重组的核心因素Oct4,Sox2,Klf4,原癌基因基因。这个细胞重新编程非常赞赏的调节农场动物来测试小说细胞疗法,实现药品和再生研究,对生育能力恢复进行实验。MSC和成纤维细胞可以用于这些目的和有研究已经获得的iPS水牛、牛、山羊、猪、羊、和其他农场动物One hundred.]。通过这种方式,也是一项研究进行了评估的影响补充不同的生长因子在胚胎干细胞水牛的文化101年]。作者显示效率的分裂球附件,胚胎干细胞的殖民地的形成,及其传播在体外和特征,认为这些水牛多能性的细胞呈现高潜力。此外,干细胞操纵已经是一个现实对于改善生殖健康。然而,单独使用干细胞增加潜在的使用仍然缺少许多研究。其中,它必须考虑如何表观遗传学等基本问题,导致堵塞转录的基因,可以影响人工克隆家畜的成功(102年]。
4所示。干细胞和再生在兽医科学的前沿领域和翻译对人类健康
细胞疗法的使用兽医现在是一个现实。许多诊所现在利用干细胞注射,自体或同种异体的,新鲜的或在实验室培养,多样化的兽医的治疗疾病。可用的文献支持过程是安全的和动物卫生带来了相当大的益处。知识如何成人干细胞与利基分子信号为了激活细胞归巢也日益被证明确定细胞的机制是否有能力修复组织。因此,除了直接的临床应用,许多动物模型已经解决和/或测试用于这些目的。这些发现为人类原始地翻译到诊所,那里的大多数协议开发针对心血管或血液,通常没有提供预期的效益。
中使用最广泛的细胞类型,一个重要的突出了MSC。这些细胞能够调节免疫系统,激活的因素和更顺利地允许受伤的细胞来访问网站,有利于组织修复。不同的兽医协议使用MSC来源于骨髓或脂肪组织清楚地指出,这个细胞,即使需要在实验室培养和操纵,可能很多功能如果应用于人类的诊所。另一方面,利用iPS的可能性以生成细胞多能性能力也可能带来巨大优势兽医科学(103年]。尽管如此,早期临床翻译必须保持谨慎使用这种细胞类型,特别是有关安全问题(104年]。最后,应特别关注病人的健康:妥协是越多,越困难促进干细胞归巢的激活和随后的修复。通过这种方式,许多工作仍需要确定机制,促进细胞归巢的最好的好处在兽医和人类医学使用细胞疗法。
5。结论
总之,本文表明,细胞疗法是一种安全的方法,不要太贵或费力,这可以应用于多个种类的哺乳动物,他们分享他们的形态组织基础。在程序中使用的干细胞,那些治疗成功的最佳机会是MSC(从骨髓或脂肪组织分离),因为它们能够促进组织修复、激活旁分泌因子,免疫调节,细胞自导信号的感知。因此,这些细胞已经被更多地应用于同伴和竞争动物治疗骨疾病(如关节炎)、肌腱、软骨、肌肉和其他组织,引起的遗传起源或开发的体育活动,饮食不足,等等。干细胞治疗的适用性也可能被利用在其他兽医组织如农场动物。
相互竞争的利益
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
作者要感谢柳德米拉m . Markoski贡献的人物和Maximilano i Schaun和Marcio Mees f .评论。