两次与单次人脂肪间充质干细胞关节内注射对兔膝骨关节炎模型软骨保护的比较研究

《Scientific Reports》：Repeated intra-articular injections of human adipose-derived mesenchymal stem cells at 3-week intervals enhanced cartilage preservation in a rabbit model of knee osteoarthritis

　　

摘要

基于间充质干细胞的疗法是关节软骨再生和膝骨关节炎（KOA）管理的有前景的策略。然而，在骨关节炎动物模型中，单次与重复关节内注射人脂肪来源间充质干细胞（haMSCs）以保留软骨的比较疗效，特别是在股骨外侧髁、内侧髁和髁间窝方面，尚不清楚。本研究在手术诱导 KOA 的兔模型中，比较了单次剂量方案与两次剂量方案在保留膝关节关节软骨方面的效果。haMSCs 被分离、在培养中扩增，并通过流式细胞术和三系分化实验在体外进行表征。KOA 通过前交叉韧带切断随后进行内侧和外侧半月板切除术（ACLTM）进行手术诱导。手术后，兔子的左膝关节接受如下关节内注射：阴性对照和溶剂对照分别在第 6 周和第 9 周接受无菌生理盐水和溶剂注射；单次剂量组在第 6 周接受 haMSCs 注射，随后在第 9 周接受溶剂注射；两次剂量组在第 6 周和第 9 周接受 haMSCs 注射。兔子在手术后 18 周被处死，样本（整个膝关节和股骨髁）被收集、处理和分析。膝关节关节软骨的变化通过宏观检查、组织学和免疫组化进行评估。ACLTM 诱导了股骨髁和髁间窝的退化，确认了在兔中成功建立 KOA。在研究期间，haMSC 治疗后未观察到异常临床体征。与生理盐水、溶剂和单次注射治疗相比，两次关节内注射 haMSCs 产生了更好的股骨髁宏观改善，使得关节表面更光滑，ICRS 评分改善，以及 Mankin 评分显著降低，特别是在内侧股骨髁和髁间窝。免疫组化显示，两次 haMSC 注射增强了关节软骨中 II 型胶原的表达，证据是更高的 H 评分和更大的 II 型胶原阳性区域。相比之下，单次注射仅实现了有限的改善。与单次剂量方案相比，在 KOA 兔模型中，两次关节内注射 haMSCs 在股骨内侧髁和髁间窝提供了更优越的软骨基质保留，而在股骨外侧髁未观察到改善。这些发现表明，剂量方案可能会影响 haMSCs 的软骨保护效果。