เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

ในบรรดาเซลล์ต้นกำเนิดในภูมิภาคต่างๆ เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (MSC) ถือเป็นเซลล์ต้นกำเนิดที่มีตำแหน่งพิเศษ โดยเซลล์ต้นกำเนิดเหล่านี้ประกอบเป็นเมทริกซ์ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของอวัยวะและเนื้อเยื่อทั้งหมดในร่างกายมนุษย์ การวิจัย MSC ถือเป็นลำดับความสำคัญของผู้แทนจากวิทยาศาสตร์ชีวภาพของรัสเซีย

ในช่วงกลางศตวรรษที่แล้ว ได้มีการแยกเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาที่มีศักยภาพหลายอย่างของไขกระดูกออกมาเป็นครั้งแรกในห้องปฏิบัติการของ A. Friedenstein เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่ติดมากับสารตั้งต้นสามารถคงความเข้มข้นในการแบ่งตัวได้สูงเป็นเวลานาน และในเซลล์ที่มีความหนาแน่นของเมล็ดพันธุ์ต่ำหลังจากติดไว้กับสารตั้งต้น เซลล์เหล่านี้จะสร้างโคลนของเซลล์ที่คล้ายกับไฟโบรบลาสต์ซึ่งไม่มีกิจกรรมการกลืนกิน การหยุดการแบ่งตัวของ MSC สิ้นสุดลงด้วยการแบ่งตัวตามธรรมชาติในหลอดทดลองเป็นเซลล์ของกระดูก ไขมัน กระดูกอ่อน กล้ามเนื้อ หรือเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน การศึกษาเพิ่มเติมทำให้สามารถระบุศักยภาพในการสร้างกระดูกของเซลล์ที่คล้ายกับไฟโบรบลาสต์ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของไขกระดูกของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดต่างๆ ได้ รวมถึงกิจกรรมในการสร้างอาณานิคมด้วย การทดลองในร่างกายแสดงให้เห็นว่าการปลูกถ่ายเซลล์ที่คล้ายกับไฟโบรบลาสต์ที่สร้างอาณานิคมทั้งแบบเฮเทอโรและออร์โธโทปิกส่งผลให้เกิดการสร้างเนื้อเยื่อกระดูก กระดูกอ่อน เส้นใย และไขมัน เนื่องจากเซลล์ต้นกำเนิดของสโตรมาของไขกระดูกมีลักษณะเด่นคือมีความสามารถในการต่ออายุตัวเองได้สูงและมีการแบ่งตัวได้หลายแง่มุมภายในสายเซลล์เดียว จึงเรียกว่าเซลล์ต้นกำเนิดของมีเซนไคมอลที่มีศักยภาพหลายแบบ

ควรสังเกตว่าการวิจัยพื้นฐานเกี่ยวกับเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันมากกว่า 45 ปี ได้สร้างเงื่อนไขที่แท้จริงสำหรับการใช้อนุพันธ์ของเซลล์ดังกล่าวในทางคลินิก

ปัจจุบันไม่มีข้อสงสัยเลยว่าเนื้อเยื่อทั้งหมดของร่างกายมนุษย์นั้นก่อตัวมาจากเซลล์ต้นกำเนิดของสายเซลล์ต่างๆ อันเป็นผลจากกระบวนการแพร่กระจาย การย้ายถิ่น การแยกตัว และการเจริญเติบโต อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ เชื่อกันว่าเซลล์ต้นกำเนิดในสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มวัยนั้นจำเพาะต่อเนื้อเยื่อ กล่าวคือ สามารถผลิตเซลล์เฉพาะกลุ่มได้เฉพาะเนื้อเยื่อที่เซลล์เหล่านี้ตั้งอยู่เท่านั้น แนวคิดนี้ถูกหักล้างด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าเซลล์ต้นกำเนิดของเม็ดเลือดไม่เพียงแต่จะเปลี่ยนแปลงไปเป็นองค์ประกอบของเซลล์ในเลือดส่วนปลายเท่านั้น แต่ยังเป็นเซลล์รูปไข่ของตับอีกด้วย นอกจากนี้ เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทยังสามารถสร้างเซลล์ประสาทและองค์ประกอบของเซลล์เกลีย รวมถึงเซลล์ต้นกำเนิดของเม็ดเลือดในระยะเริ่มแรกได้อีกด้วย ในทางกลับกัน เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันซึ่งโดยปกติจะผลิตองค์ประกอบของเซลล์ของกระดูก กระดูกอ่อน และเนื้อเยื่อไขมัน ก็สามารถเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทได้ สันนิษฐานว่าในกระบวนการเจริญเติบโต การสร้างเนื้อเยื่อใหม่ทางสรีรวิทยาและการฟื้นฟู เซลล์ต้นกำเนิดที่ยังไม่ถูกทำลายจะถูกสร้างขึ้นจากแหล่งสำรองของลำต้นที่ไม่จำเพาะต่อเนื้อเยื่อ ตัวอย่างเช่น การฟื้นฟูเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันเคลื่อนตัวจากไขกระดูกไปยังกล้ามเนื้อโครงร่าง

แม้ว่าความสามารถในการสับเปลี่ยนข้ามเซลล์ต้นกำเนิดดังกล่าวจะไม่ได้รับการยอมรับจากนักวิจัยทั้งหมด แต่ไม่มีใครโต้แย้งถึงความเป็นไปได้ในการใช้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในทางคลินิกเป็นแหล่งสำหรับการปลูกถ่ายเซลล์และเป็นพาหะของข้อมูลทางพันธุกรรมของเซลล์อีกต่อไป เช่นเดียวกับความสามารถในการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในไขกระดูก ซึ่งสามารถแยกและขยายพันธุ์ได้ค่อนข้างง่ายในหลอดทดลอง ในขณะเดียวกัน รายงานเกี่ยวกับความสามารถในการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในไขกระดูกยังคงปรากฏในเอกสารทางวิทยาศาสตร์ โดยหลักฐานที่อ้างถึงโปรโตคอลการวิจัยที่เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจะถูกแปลงเป็นเซลล์ประสาท เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ และเซลล์ตับภายใต้อิทธิพลของตัวกระตุ้นการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดเฉพาะ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์บางคนมีข้อสงสัยอย่างจริงจังเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการเปิดใช้งานและการแสดงออกของยีนซ้ำๆ ตั้งแต่ช่วงการสร้างตัวอ่อนในระยะแรก ในเวลาเดียวกัน ทุกคนเข้าใจว่าหากพบเงื่อนไขในการขยายศักยภาพของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันให้กลายเป็นเซลล์ต้นกำเนิดแบบหลายเซลล์ ปัญหาทางจริยธรรม ศีลธรรม ศาสนา และกฎหมายหลายประการในเวชศาสตร์ฟื้นฟูจะได้รับการแก้ไขโดยอัตโนมัติ นอกจากนี้ เนื่องจากในกรณีนี้ แหล่งศักยภาพของเซลล์ต้นกำเนิดแบบฟื้นฟูกลายเป็นเซลล์สโตรมาของตัวเองของผู้ป่วย ปัญหาการปฏิเสธการปลูกถ่ายเซลล์โดยภูมิคุ้มกันก็ได้รับการแก้ไขเช่นกัน ในอนาคตอันใกล้นี้ เราจะแสดงให้เห็นว่าโอกาสเหล่านี้มีความสมจริงเพียงใด

[ 1 ], [ 2 ]

การใช้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในทางการแพทย์

ในคลินิก การใช้อนุพันธ์เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันนั้นเกี่ยวข้องกับการฟื้นฟูเนื้อเยื่อที่มีข้อบกพร่องซึ่งเกิดจากรอยโรคผิวหนังที่เกิดจากความร้อนในระดับกว้างและลึก ในระยะก่อนการทดลองทางคลินิก ได้มีการประเมินความเป็นไปได้ในการใช้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่คล้ายกับไฟโบรบลาสต์จากผู้อื่นเพื่อรักษาแผลไฟไหม้ระดับลึก ผลปรากฏว่าเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่คล้ายกับไฟโบรบลาสต์จากไขกระดูกก่อตัวเป็นชั้นเดียวในวัฒนธรรม ซึ่งทำให้สามารถปลูกถ่ายเซลล์เหล่านี้เพื่อปรับกระบวนการสร้างแผลไฟไหม้ระดับลึกให้เหมาะสมที่สุด ผู้เขียนสังเกตว่าไฟโบรบลาสต์ของตัวอ่อนมีคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกัน แต่การใช้ในทางคลินิกนั้นถูกจำกัดด้วยปัญหาทางจริยธรรมและกฎหมายที่มีอยู่ แผลไฟไหม้ระดับลึกที่มีความเสียหายต่อชั้นผิวหนังทั้งหมดถูกจำลองจากหนูวิสตาร์ โดยบริเวณที่ถูกไฟไหม้คิดเป็น 18-20% ของพื้นผิวผิวหนังทั้งหมด กลุ่มการทดลองแรกประกอบด้วยหนูที่มีแผลไฟไหม้ระดับลึกและการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่คล้ายกับไฟโบรบลาสต์จากผู้อื่น กลุ่มที่สองประกอบด้วยสัตว์ที่มีแผลไฟไหม้จากความร้อนลึกและการปลูกถ่ายไฟโบรบลาสต์ของตัวอ่อนที่มาจากพันธุกรรมอื่น กลุ่มที่สามประกอบด้วยหนูทดลองกลุ่มควบคุมที่มีแผลไฟไหม้จากความร้อนลึกซึ่งไม่ได้รับการบำบัดด้วยเซลล์ เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่คล้ายไฟโบรบลาสต์และไฟโบรบลาสต์ของตัวอ่อนถูกแขวนลอยไว้บนพื้นผิวของแผลไฟไหม้โดยใช้ปิเปตในปริมาณ 2 x 10 ⁴เซลล์ในวันที่ 2 หลังจากการสร้างแบบจำลองการเผาไหม้และการตัดสะเก็ดเนื้อตายที่เกิดขึ้น หลังจากการปลูกถ่ายเซลล์ พื้นผิวการเผาไหม้ถูกปกคลุมด้วยผ้าก๊อซที่ชุบสารละลายโซเดียมคลอไรด์แบบไอโซโทนิกพร้อมเจนตามัยซิน เซลล์ไขกระดูกถูกเก็บรวบรวมเพื่อรับ MSCs โดยการเหนี่ยวนำในภายหลังให้กลายเป็นเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่คล้ายกับไฟโบรบลาสต์จากหนูวิสตาร์โตเต็มวัยจากกระดูกต้นขา ไฟโบรบลาสต์ของตัวอ่อนได้รับจากปอดของตัวอ่อนอายุ 14-17 วัน ไฟโบรบลาสต์ของตัวอ่อนและเซลล์ไขกระดูกเพื่อรับ MSCs ได้รับการเพาะเลี้ยงเบื้องต้นในจานเพาะเชื้อที่อุณหภูมิ 37°C ในตู้ฟัก CO2 ในบรรยากาศที่มี CO2 5% ที่ความชื้น 95% ไฟโบรบลาสต์ของตัวอ่อนได้รับการเพาะเลี้ยงเป็นเวลา 4-6 วัน ในขณะที่การสร้าง MSC แบบโมโนเลเยอร์ต้องใช้เวลา 14 ถึง 17 วัน ต่อจากนั้น MSCs จะถูกแช่แข็งเพื่อใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับเซลล์ต้นกำเนิดเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่คล้ายไฟโบรบลาสต์ ซึ่งได้มาจากการละลายน้ำแข็งและเพาะเลี้ยง MSCs เป็นเวลา 4 วัน จำนวนเซลล์ต้นกำเนิดเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่คล้ายไฟโบรบลาสต์ที่เกิดขึ้นนั้นสูงกว่าจำนวนเซลล์ไฟโบรบลาสต์ของตัวอ่อนที่เกิดขึ้นในช่วงการเพาะเลี้ยงเดียวกันถึง 3 เท่า เพื่อระบุเซลล์ที่ปลูกถ่ายในแผลไฟไหม้ในระยะเพาะเลี้ยง จีโนมของเซลล์เหล่านี้จะถูกติดฉลากโดยใช้เวกเตอร์ของไวรัสที่ถ่ายโอนมาจากอะดีโนไวรัสชนิด V รีคอมบิแนนท์ซึ่งมียีน 1ac-2 ที่เข้ารหัสเอนไซม์ β-galactosidase ของ E. coli เซลล์ที่มีชีวิตในเวลาต่างๆ หลังจากการปลูกถ่ายจะถูกตรวจพบโดยวิธีภูมิคุ้มกันทางเนื้อเยื่อในขั้นตอนการแช่แข็งโดยเติมสารตั้งต้น X-Gal ซึ่งจะให้สีย้อมสีน้ำเงินอมเขียวที่มีลักษณะเฉพาะ จากการประเมินสภาพแผลไฟไหม้ด้วยภาพ แผนผัง และฮิสโตโลยีแบบไดนามิก พบว่าในวันที่ 3 หลังจากการปลูกถ่ายเซลล์ ความแตกต่างที่สำคัญในกระบวนการของแผลจะปรากฏขึ้นในกลุ่มที่เลือก ความแตกต่างนี้เห็นได้ชัดเจนมากในวันที่ 7 หลังจากการปลูกถ่ายเซลล์ ในสัตว์กลุ่มแรก ซึ่งได้รับการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่คล้ายกับไฟโบรบลาสต์ แผลจะมีสีชมพูเข้มสม่ำเสมอ เนื้อเยื่อเม็ดเลือดจะเติบโตไปทั่วบริเวณจนถึงระดับหนังกำพร้า และพื้นผิวที่ถูกไฟไหม้มีขนาดเล็กลงอย่างเห็นได้ชัด แผ่นฟิล์มคอลลาเจนที่ก่อตัวบนพื้นผิวแผลจะบางลงเล็กน้อย แต่ยังคงปกคลุมบริเวณที่ถูกไฟไหม้ทั้งหมด ในสัตว์กลุ่มที่สอง ซึ่งได้รับการปลูกถ่ายไฟโบรบลาสต์ของตัวอ่อน เนื้อเยื่อเม็ดเลือดจะสูงขึ้นจนถึงระดับหนังกำพร้าของขอบแผล แต่เฉพาะบางจุดเท่านั้น ในขณะที่อาการพลาสโมเรียจากแผลจะรุนแรงกว่าในกลุ่มแรก และแผ่นฟิล์มคอลลาเจนที่เกิดขึ้นในตอนแรกก็แทบจะหายไป ในสัตว์ที่ไม่ได้รับการบำบัดด้วยเซลล์ ในวันที่ 7 แผลไฟไหม้จะมีสีซีด เป็นหลุม และมีเนื้อตายปกคลุมด้วยไฟบริน พบพลาสโมเรียอยู่ทั่วพื้นผิวการเผาไหม้ จากการตรวจทางเนื้อเยื่อ สัตว์ในกลุ่มที่ 1 และ 2 แสดงให้เห็นการลดลงของการแทรกซึมของเซลล์และการพัฒนาของเครือข่ายหลอดเลือดและสัญญาณของกระบวนการฟื้นฟูเบื้องต้นเหล่านี้เด่นชัดกว่าในหนูกลุ่มที่ 1 ในกลุ่มควบคุม สังเกตพบสัญญาณของการแทรกซึมของเซลล์ในแผล รูปแบบทางเนื้อเยื่อวิทยาของหลอดเลือดที่เพิ่งสร้างขึ้นใหม่ไม่มีอยู่ ในวันที่ 15-30 ของการสังเกต พื้นที่ผิวที่ถูกไฟไหม้ในหนูกลุ่มที่ 1 มีขนาดเล็กกว่าหนูกลุ่มอื่นอย่างมีนัยสำคัญ และพื้นผิวที่เป็นเม็ดมีการพัฒนามากขึ้น ในสัตว์กลุ่มที่ 2 พื้นที่ผิวที่ถูกไฟไหม้ก็ลดลงเมื่อเทียบกับขนาดของแผลไฟไหม้ในหนูกลุ่มควบคุม ซึ่งเกิดจากการสร้างเนื้อเยื่อบุผิวที่ขอบ ในกลุ่มควบคุม พื้นผิวที่ถูกไฟไหม้ยังคงซีดในบริเวณที่มีเม็ดเล็กๆ เกิดขึ้น มีเครื่องหมายดอกจันของหลอดเลือดปรากฏอยู่ มีเกาะของคราบพลัคไฟบริน มีพลาสโมเรียปานกลางยังคงอยู่ทั่วพื้นผิวที่ถูกไฟไหม้ และยังคงมีสะเก็ดแผลที่แยกออกได้ยากในบางแห่ง โดยทั่วไปในสัตว์กลุ่มที่ 3 ขนาดของแผลก็ลดลงเช่นกัน แต่ขอบแผลยังคงบุ๋มลง

ดังนั้นในระหว่างการศึกษาเปรียบเทียบอัตราการสมานแผลโดยใช้เซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคมอลที่คล้ายไฟโบรบลาสต์และไฟโบรบลาสต์ของตัวอ่อน รวมถึงการไม่ใช้เซลล์บำบัด พบว่าอัตราการสมานแผลบริเวณที่ถูกไฟไหม้เพิ่มขึ้นอันเป็นผลจากการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคมอลที่คล้ายไฟโบรบลาสต์และไฟโบรบลาสต์ของตัวอ่อน อย่างไรก็ตาม ในกรณีของการใช้เซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคมอลที่คล้ายไฟโบรบลาสต์จากผู้อื่น อัตราการรักษาแผลจะสูงกว่าการปลูกถ่ายไฟโบรบลาสต์ของตัวอ่อน ซึ่งแสดงให้เห็นได้จากการเร่งการเปลี่ยนแปลงของขั้นตอนของกระบวนการสร้างใหม่ ซึ่งระยะเวลาของการแทรกซึมของเซลล์ลดลง อัตราการเติบโตของเครือข่ายหลอดเลือดเพิ่มขึ้น รวมถึงการสร้างเนื้อเยื่อเม็ดเลือด

ผลจากการวัดแบบไดนามิคแสดงให้เห็นว่าอัตราการหายของแผลไฟไหม้โดยธรรมชาติ (โดยไม่ใช้เซลล์บำบัด) ต่ำที่สุด ในวันที่ 15 และ 30 หลังจากการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคมอลที่คล้ายไฟโบรบลาสต์จากผู้อื่น อัตราการรักษาแผลจะสูงกว่าการปลูกถ่ายไฟโบรบลาสต์ของตัวอ่อน วิธีการทางฮิสโตเคมีในการตรวจหาเบตากาแลกโตซิเดสแสดงให้เห็นว่า หลังจากการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคมอลที่คล้ายไฟโบรบลาสต์และไฟโบรบลาสต์ของตัวอ่อน เซลล์ที่ปลูกถ่ายจะยังคงมีชีวิตอยู่บนพื้นผิวและในระดับความลึกของแผลที่ฟื้นฟูได้ตลอดระยะเวลาการสังเกตทั้งหมด ผู้เขียนเชื่อว่าอัตราการฟื้นฟูแผลไฟไหม้ที่สูงขึ้นด้วยการใช้เซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคมอลที่คล้ายไฟโบรบลาสต์เกิดจากการปลดปล่อยปัจจัยกระตุ้นการเจริญเติบโตที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพของเซลล์เหล่านี้ในระหว่างกระบวนการเจริญเติบโต

การปลูกถ่ายเซลล์เคอราติโนไซต์และไฟโบรบลาสต์ของเซลล์เคอราติโนไซต์จากเซลล์ต้นกำเนิดและเซลล์ไฟโบรบลาสต์จากเซลล์ต้นกำเนิดเพื่อรักษาแผลไฟไหม้ก็ถูกนำมาใช้ในทางคลินิกเช่นกัน ควรสังเกตว่าการรักษาทางศัลยกรรมสำหรับเด็กที่มีแผลไฟไหม้ลึกเป็นงานที่ซับซ้อนเนื่องจากลักษณะการบาดเจ็บสูงและมีการผ่าตัดหลายครั้ง เสียเลือดมาก และมีปฏิกิริยาต่างๆ ต่อสื่อการให้สารน้ำที่ใช้ ความยากลำบากหลักในการทำศัลยกรรมตกแต่งผิวหนังสำหรับแผลไฟไหม้ลึกเป็นบริเวณกว้างที่มีพื้นที่เกิน 40% ของพื้นผิวร่างกายนั้นเกิดจากความรุนแรงของสภาพของผู้ป่วยและการขาดทรัพยากรผิวหนังของผู้บริจาค การใช้การปลูกถ่ายตาข่ายที่มีค่าสัมประสิทธิ์การเจาะสูงไม่สามารถแก้ปัญหาได้ เนื่องจากเซลล์ที่เกิดขึ้นหลังจากการเจาะจะค่อยๆ สลายตัวช้ามาก และผิวหนังมักจะแตกหรือแห้ง การปิดแผลไฟไหม้ เช่น ผิวต่างถิ่น การปลูกถ่ายจากศพ แผ่นฟิล์มสังเคราะห์ไม่ได้ผลเสมอไป ดังนั้นจึงมีการพัฒนาวิธีการใหม่ๆ ในการปกปิดพื้นผิวที่ถูกไฟไหม้ด้วยชั้นของเซลล์เคอราติโนไซต์และไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงไว้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีการเสนอวิธีการปกคลุมพื้นผิวที่ถูกไฟไหม้ด้วยความช่วยเหลือของอัลโลไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยง ซึ่งเมื่อทำการปลูกถ่าย จะมีผลกระตุ้นที่เด่นชัดต่อการขยายตัวของเซลล์ผิวหนังที่เก็บรักษาไว้ในแผลในแผลไฟไหม้ที่อยู่ในระดับขอบๆ เช่นเดียวกับเซลล์เคอราติโนไซต์ในผนังของเนื้อเยื่อที่ปลูกถ่ายตาข่าย งานของ L. Budkevich และผู้เขียนร่วม (2000) นำเสนอผลลัพธ์ของการใช้การรักษาแผลไฟไหม้ในเด็ก โดยการศึกษาครั้งนี้รวมถึงเด็ก 31 คนที่ได้รับบาดเจ็บจากความร้อน อายุตั้งแต่ 1 ปีถึง 14 ปี ในเด็ก 3 คน พื้นที่แผลไฟไหม้ทั้งหมดระดับ IIIA-B - IV อยู่ที่ 40% ใน 25 - 50-70% ในอีก 3 คน - 71-85% ของพื้นผิวร่างกาย การผ่าตัดเนื้อตายในระยะเริ่มต้นจะรวมกับการปลูกถ่ายอัลโลไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงและการปลูกถ่ายผิวหนังด้วยตนเอง ขั้นตอนแรกของการรักษาเกี่ยวข้องกับการตัดเนื้อเยื่อที่เน่าตาย ขั้นที่สองเกี่ยวข้องกับการปลูกถ่ายอัลโลไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงไว้บนแผ่นฟิล์มพาหะ และขั้นที่สาม (48 ชั่วโมงหลังจากการปลูกถ่ายอัลโลไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงไว้) เกี่ยวข้องกับการตัดเมทริกซ์ออกและการปลูกถ่ายผิวหนังโดยใช้แผ่นผิวหนังที่มีอัตราส่วนการเจาะทะลุ 1:4 ผู้ป่วย 3 รายที่เข้ารับการรักษาในคลินิกด้วยอาการไฟไหม้รุนแรงได้รับการปลูกถ่ายอัลโลไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงไว้บนบาดแผลที่มีเม็ดเลือด การปลูกถ่ายอัลโลไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงไว้ทำ 1 ครั้งในเด็ก 18 ราย 2 ครั้งในเด็ก 11 ราย และ 3 ครั้งในผู้ป่วย 2 ราย พื้นที่ผิวแผลที่ปกคลุมด้วยเซลล์เพาะเลี้ยงมีตั้งแต่ 30 ถึง 3,500 ซม.2 ประสิทธิภาพของอัลโลไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงไว้ประเมินจากเปอร์เซ็นต์โดยรวมของการปลูกถ่ายผิวหนัง เวลาในการรักษาแผลไฟไหม้ และจำนวนผู้เสียชีวิตจากการบาดเจ็บจากความร้อนที่รุนแรง การปลูกถ่ายผิวหนังเสร็จสมบูรณ์ในผู้ป่วย 86% พบการปลูกถ่ายผิวหนังบางส่วนไม่สำเร็จใน 14% ของกรณี แม้จะได้รับการรักษาแล้ว เด็ก 6 ราย (19.3%) ก็เสียชีวิต พื้นที่ผิวที่เสียหายทั้งหมดมีตั้งแต่ 40 ถึง 70% ของพื้นผิวร่างกายการปลูกถ่ายอัลโลไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงไว้ไม่เกี่ยวข้องกับอัตราการเสียชีวิตจากการบาดเจ็บจากการถูกไฟไหม้ในผู้ป่วยรายใด

จากการวิเคราะห์ผลการรักษา ผู้เขียนพบว่าความเสียหายของผิวหนังที่เกิดจากความร้อนลึกซึ่งครอบคลุมพื้นที่ 35-40% ของพื้นผิวร่างกายก่อนหน้านี้ถือว่าไม่สามารถดำรงชีวิตได้ (สำหรับเด็กเล็ก - ไม่เกิน 3 ปี - ไฟไหม้ลึกที่ครอบคลุมพื้นที่ 30% ของพื้นผิวร่างกายถือเป็นเรื่องสำคัญ สำหรับเด็กโต - มากกว่า 40% ของพื้นผิวร่างกาย) เมื่อทำการผ่าตัดตัดเนื้อตายโดยการปลูกถ่ายอัลโลไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงไว้และการทำศัลยกรรมผิวหนังด้วยตนเองโดยใช้แผ่นผิวหนังที่มีค่าสัมประสิทธิ์การเจาะทะลุสูง ไฟไหม้ระดับ IIIB - IV ยังคงมีความสำคัญ แต่ในปัจจุบัน มีแนวโน้มที่จะช่วยชีวิตเหยื่อดังกล่าวได้ในหลายกรณี การผ่าตัดตัดเนื้อตายร่วมกับการปลูกถ่ายอัลโลไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงไว้และการทำศัลยกรรมผิวหนังด้วยตนเองในเด็กที่มีไฟไหม้ลึกได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิผลอย่างยิ่งในผู้ป่วยที่มีรอยโรคบนผิวหนังที่แพร่หลายและบริเวณที่บริจาคไม่เพียงพอ การผ่าตัดแบบแอคทีฟและการปลูกถ่ายอัลโลไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงไว้มีส่วนช่วยให้สภาพทั่วไปของผู้ป่วยฟื้นตัวได้อย่างรวดเร็ว ลดจำนวนภาวะแทรกซ้อนจากการติดเชื้อจากไฟไหม้ สร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการปลูกถ่าย ลดระยะเวลาในการฟื้นฟูผิวหนังที่สูญเสียไปและระยะเวลาในการรักษาแบบผู้ป่วยใน ลดความถี่ของผลลัพธ์ที่เสียชีวิตในผู้ป่วยที่มีแผลไฟไหม้รุนแรง ดังนั้น การปลูกถ่ายอัลโลไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงไว้ร่วมกับการทำศัลยกรรมผิวหนังด้วยตนเองโดยใช้แผ่นเนื้อเยื่อช่วยให้เด็กที่มีแผลไฟไหม้รุนแรงซึ่งก่อนหน้านี้ถือว่าถึงแก่ชีวิตสามารถฟื้นตัวได้

เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าวัตถุประสงค์หลักของการรักษาโรคไฟไหม้คือการฟื้นฟูผิวที่เสียหายให้สมบูรณ์และรวดเร็วที่สุดเพื่อป้องกันผลกระทบจากพิษ ภาวะแทรกซ้อนจากการติดเชื้อ และการขาดน้ำ ผลลัพธ์ของการใช้เซลล์เพาะเลี้ยงส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความพร้อมของแผลไฟไหม้ในการปลูกถ่าย ในกรณีของการปลูกถ่ายเซลล์เคอราติโนไซต์ที่เพาะเลี้ยงไว้บนพื้นผิวแผลหลังการผ่าตัดเนื้อตาย เซลล์ที่ปลูกถ่ายจะฝังตัวโดยเฉลี่ย 55% (ตามพื้นที่) ในขณะที่แผลเป็นเม็ด อัตราการฝังตัวจะลดลงเหลือ 15% ดังนั้น การรักษาแผลไฟไหม้ที่ผิวหนังลึกจำนวนมากให้ประสบความสำเร็จจึงต้องใช้วิธีการผ่าตัดที่กระตือรือร้นเป็นอันดับแรก ในกรณีที่มีแผลไฟไหม้ระดับ IIIB-IV พื้นผิวที่ถูกไฟไหม้จะหลุดออกจากเนื้อเยื่อเน่าทันทีเพื่อลดอาการพิษและลดจำนวนภาวะแทรกซ้อนของโรคไฟไหม้ การใช้กลวิธีดังกล่าวนั้นถือเป็นกุญแจสำคัญในการลดระยะเวลาตั้งแต่ได้รับบาดแผลไฟไหม้จนกระทั่งบาดแผลปิด และระยะเวลาที่ต้องนอนโรงพยาบาลของผู้ป่วยที่ถูกไฟไหม้รุนแรง และยังช่วยลดจำนวนผลลัพธ์ที่เสียชีวิตได้อย่างมากอีกด้วย

รายงานแรกเกี่ยวกับการใช้เซลล์เคอราติโนไซต์ที่เพาะเลี้ยงเพื่อปกคลุมพื้นผิวที่ถูกไฟไหม้สำเร็จปรากฏในช่วงต้นทศวรรษ 1980 ต่อมา การจัดการดังกล่าวได้ดำเนินการโดยใช้เซลล์เคอราติโนไซต์ที่เพาะเลี้ยงเป็นชั้นๆ ซึ่งส่วนใหญ่มักจะได้มาจากเซลล์ต้นกำเนิด และยิ่งไม่ค่อยได้มาจากเซลล์ต้นกำเนิดจาก... วิธีการทางเทคโนโลยีชีวภาพอื่นๆ เช่น คอลลาเจนโนพลาสตี การปลูกถ่ายเซโนสกินที่แช่แข็ง และการใช้สารเคลือบไบโอโพลีเมอร์ชนิดต่างๆ เพิ่มประสิทธิภาพในการรักษาแผลไฟไหม้ขนาดใหญ่ที่ผิวเผินแต่ไม่ถึงขั้นลึก วิธีการปกคลุมผิวแผลด้วยไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงนั้นแตกต่างกันโดยพื้นฐาน เนื่องจากไฟโบรบลาสต์ถูกใช้เป็นส่วนประกอบหลักของชั้นเซลล์ที่เพาะเลี้ยงแทนที่จะเป็นเคอราติโนไซต์

ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการพัฒนาวิธีการนี้คือข้อมูลที่ว่าเพอริไซต์ที่ล้อมรอบหลอดเลือดขนาดเล็กเป็นเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่สามารถเปลี่ยนเป็นไฟโบรบลาสต์ที่ผลิตปัจจัยการเจริญเติบโตจำนวนมากและรับรองการสมานแผลเนื่องจากผลการกระตุ้นที่แข็งแกร่งต่อการแพร่กระจายและการยึดเกาะของเคอราติโนไซต์ การใช้ไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงเพื่อปิดพื้นผิวแผลเผยให้เห็นข้อได้เปรียบที่สำคัญหลายประการของวิธีการนี้ทันทีเมื่อเทียบกับการใช้เคอราติโนไซต์ที่เพาะเลี้ยง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการได้รับไฟโบรบลาสต์ในวัฒนธรรมไม่จำเป็นต้องใช้สารอาหารพิเศษและสารกระตุ้นการเจริญเติบโต ซึ่งลดต้นทุนของการปลูกถ่ายได้มากกว่า 10 เท่าเมื่อเทียบกับต้นทุนของการรับเคอราติโนไซต์ ไฟโบรบลาสต์ถูกทำให้เฉื่อยได้ง่าย ซึ่งในระหว่างนั้นพวกมันจะสูญเสียแอนติเจนฮิสโตคอมแพทิบิลิตี้บนพื้นผิวบางส่วน ซึ่งในทางกลับกันก็เปิดโอกาสให้ใช้เซลล์จากต่างพันธุ์ในการผลิตการปลูกถ่ายและสร้างธนาคารของพวกมันได้ เวลาที่จำเป็นในการเตรียมเซลล์ปลูกถ่ายให้พร้อมใช้งานในคลินิกลดลงจาก 3 สัปดาห์ (สำหรับเซลล์เคราติน) เหลือเพียง 1-2 วัน (สำหรับไฟโบรบลาสต์) การเพาะเลี้ยงไฟโบรบลาสต์ขั้นต้นสามารถทำได้โดยการเพาะเลี้ยงเซลล์จากชิ้นส่วนผิวหนังที่นำมาในระหว่างการปลูกถ่ายเซลล์ด้วยตนเอง และความหนาแน่นของการเพาะเลี้ยงเซลล์สำหรับการเพาะเลี้ยงไฟโบรบลาสต์ของมนุษย์อยู่ที่ 20 x 10 ³ต่อ 1 ซม. ²เท่านั้น

เพื่อศึกษาผลกระทบของไฟโบรบลาสต์และโปรตีนควบคุมของมันต่อการแบ่งตัวและการแบ่งตัวของเซลล์เคราติน การวิเคราะห์เปรียบเทียบสัณฐานวิทยาและการแบ่งตัวของเซลล์เคราตินบนพื้นผิวของคอลลาเจนประเภท I และ III รวมถึงไฟโบนิคตินในวัฒนธรรมร่วมกับไฟโบรบลาสต์ของมนุษย์ เซลล์เคราตินของมนุษย์ถูกแยกจากชิ้นส่วนผิวหนังของผู้ป่วยที่ถูกไฟไหม้ซึ่งถ่ายในระหว่างการทำศัลยกรรมปลูกถ่ายเซลล์เคราติน ความหนาแน่นของการสร้างเซลล์เคราตินคือ 50 x 103 เซลล์ต่อ 1 ซม.2 ประสิทธิผลทางคลินิกของการปลูกถ่ายไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงได้รับการประเมินในผู้ป่วย 517 ราย ผู้ป่วยทั้งหมดถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม กลุ่มที่ 1 - ผู้ป่วยผู้ใหญ่ที่มีแผลไฟไหม้ระดับ IIA, B - IV และกลุ่มที่ 2 - เด็กที่มีแผลไฟไหม้ลึกระดับ IIIB - IV การประเมินพลวัตขององค์กรโครงสร้างและการทำงานของไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงด้วยเซลล์โมโนเลเยอร์โดยคำนึงถึงบทบาทของไกลโคซามิโนไกลแคน ไฟโบนิคติน และคอลลาเจนในกระบวนการฟื้นฟูทำให้ผู้เขียนสามารถกำหนดวันที่ 3 เป็นช่วงเวลาที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้ไฟโบรบลาสต์เพาะเลี้ยงเพื่อทำการปลูกถ่าย การศึกษาผลของไฟโบรบลาสต์ต่อการแบ่งตัวและการแบ่งตัวของเซลล์เคราตินแสดงให้เห็นว่าไฟโบรบลาสต์ในหลอดทดลองมีผลกระตุ้นที่เด่นชัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อกระบวนการยึดเกาะของเซลล์เคราติน โดยเพิ่มจำนวนเซลล์ที่ยึดเกาะและอัตราการตรึงเซลล์มากกว่า 2 เท่า การกระตุ้นกระบวนการยึดเกาะจะมาพร้อมกับความเข้มข้นของการสังเคราะห์ DNA ที่เพิ่มขึ้นและระดับการแบ่งตัวของเซลล์เคราติน นอกจากนี้ ยังพบว่าการมีอยู่ของไฟโบรบลาสต์และเมทริกซ์นอกเซลล์ที่สร้างขึ้นโดยไฟโบรบลาสต์เป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการสร้างเครื่องมือโทโนไฟบริลลาร์ของเคอราติโนไซต์ การเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ และในที่สุด สำหรับการแบ่งตัวของเคอราติโนไซต์และการสร้างเยื่อฐาน ในการรักษาเด็กที่มีแผลไฟไหม้ลึก ได้มีการพิสูจน์ประสิทธิภาพทางคลินิกที่สูงของการปลูกถ่ายวัฒนธรรมอัลโลไฟโบรบลาสต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มผู้ป่วยที่มีรอยโรคบนผิวหนังจำนวนมากในสภาวะที่บริเวณที่บริจาคมีรอยโรคไม่เพียงพอ การศึกษาเกี่ยวกับการทำงานทางสัณฐานวิทยาอย่างครอบคลุมแสดงให้เห็นว่าไฟโบรบลาสต์ที่ปลูกถ่ายมีลักษณะเฉพาะโดยการสังเคราะห์ดีเอ็นเออย่างแข็งขัน รวมถึงคอลลาเจน ไฟโบนิกติน และไกลโคซามิโนไกลแคน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเมทริกซ์นอกเซลล์ที่สร้างขึ้นโดยเซลล์ ผู้เขียนชี้ให้เห็นถึงเปอร์เซ็นต์การปลูกถ่ายไฟโบรบลาสต์ที่ปลูกถ่ายสูง (สูงถึง 96%) การลดลงอย่างรวดเร็วในเวลาของการรับไฟโบรบลาสต์ (ภายใน 24-48 ชั่วโมงแทนที่จะเป็น 2-3 สัปดาห์ในกรณีของการใช้เซลล์เคอราติโนไซต์) การเร่งการสร้างเนื้อเยื่อบุผิวของพื้นผิวที่ถูกไฟไหม้อย่างมีนัยสำคัญ รวมถึงการลดต้นทุนอย่างมีนัยสำคัญ (ถึง 10 เท่า) ของเทคโนโลยีการปลูกถ่ายจากไฟโบรบลาสต์เมื่อเทียบกับการปลูกถ่ายเซลล์เคอราติโนไซต์ การใช้การปลูกถ่ายอัลโลไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงทำให้สามารถช่วยชีวิตเด็กที่มีแผลไฟไหม้ร้ายแรงได้ - ความเสียหายจากความร้อนต่อพื้นผิวร่างกายมากกว่า 50%ซึ่งก่อนหน้านี้ถือว่าไม่สอดคล้องกับชีวิต ควรสังเกตว่าการปลูกถ่ายไฟโบรบลาสต์ของตัวอ่อนที่มาจากแหล่งอื่นไม่เพียงแต่ทำให้แผลของผู้ป่วยที่เกิดไฟไหม้ในระดับและบริเวณต่างๆ ฟื้นตัวได้เร็วขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยลดอัตราการเสียชีวิตได้อย่างมีนัยสำคัญอีกด้วย

ไฟโบรบลาสต์อัตโนมัติยังใช้ในด้านที่ซับซ้อนของการทำศัลยกรรมตกแต่ง เช่น การแก้ไขการสร้างใหม่ของการบาดเจ็บของสายเสียง คอลลาเจนจากวัวมักใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ โดยระยะเวลาการออกฤทธิ์จะถูกจำกัดด้วยภูมิคุ้มกันของมัน เนื่องจากเป็นโปรตีนจากต่างประเทศ คอลลาเจนจากวัวจึงไวต่อคอลลาจิเนสของผู้รับและสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันได้ เพื่อลดความเสี่ยงที่เทคโนโลยีสำหรับการรับการเตรียมคอลลาเจนที่เชื่อมขวางกับกลูตารัลดีไฮด์จะได้รับการพัฒนา ข้อดีของเทคโนโลยีดังกล่าวคือความเสถียรที่มากขึ้นและภูมิคุ้มกันที่ต่ำ ซึ่งพบการใช้งานจริงในการกำจัดข้อบกพร่องและการฝ่อของสายเสียง การฉีดคอลลาเจนอัตโนมัติถูกนำมาใช้ครั้งแรกในปี 1995 เทคนิคนี้ช่วยให้รักษาโครงสร้างหลักของเส้นใยคอลลาเจนอัตโนมัติไว้ได้ รวมถึงการเชื่อมโยงแบบไขว้ที่เร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ภายในโมเลกุล ความจริงก็คือเส้นใยคอลลาเจนตามธรรมชาติมีความต้านทานต่อการทำลายโดยโปรตีเอสมากกว่าคอลลาเจนที่สร้างขึ้นใหม่ ซึ่งเทโลเปปไทด์ถูกตัดออก ความสมบูรณ์ของเทโลเปปไทด์มีความสำคัญต่อโครงสร้างควอเทอร์นารีของเส้นใยคอลลาเจนและการสร้างการเชื่อมโยงขวางระหว่างโมเลกุลคอลลาเจนที่อยู่ติดกัน ซึ่งแตกต่างจากการเตรียมคอลลาเจนจากวัว คอลลาเจนจากตัวเองไม่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันในผู้รับ แต่ไม่ได้มีประสิทธิภาพเพียงพอในฐานะตัวแทนการเติมเต็ม การแก้ไขที่เสถียรสามารถทำได้โดยการผลิตคอลลาเจนในพื้นที่โดยการปลูกถ่ายไฟโบรบลาสต์จากตัวเอง อย่างไรก็ตาม มีการระบุถึงความยากลำบากบางประการระหว่างการศึกษาประสิทธิภาพของการปลูกถ่ายไฟโบรบลาสต์จากตัวเองในคลินิก ในช่วงแรกหลังการปลูกถ่ายไฟโบรบลาสต์ ผลทางคลินิกจะอ่อนแอกว่าเมื่อเทียบกับหลังจากการแนะนำคอลลาเจนจากวัว เมื่อเพาะเลี้ยงไฟโบรบลาสต์จากตัวเอง ความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนไฟโบรบลาสต์ปกติเป็นไฟโบรบลาสต์ที่เป็นโรค ซึ่งเรียกว่าไมโอไฟโบรบลาสต์ที่รับผิดชอบต่อการพัฒนาของพังผืดและการเกิดแผลเป็น ซึ่งพิสูจน์ได้จากการหดตัวของเจลคอลลาเจนที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์เฉพาะระหว่างไฟโบรบลาสต์และเส้นใยคอลลาเจน ไม่สามารถตัดออกไปได้ นอกจากนี้ หลังจากผ่านการถ่ายทอดแบบอนุกรมในหลอดทดลอง ไฟโบรบลาสต์จะสูญเสียความสามารถในการสังเคราะห์โปรตีนเมทริกซ์นอกเซลล์

อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันมีการพัฒนาวิธีการเพาะเลี้ยงไฟโบรบลาสต์ของมนุษย์ที่เป็นอัตโนมัติในเชิงทดลอง ซึ่งขจัดข้อบกพร่องที่กล่าวข้างต้นและไม่ส่งผลให้ไฟโบรบลาสต์ปกติกลายเป็นมะเร็ง ไฟโบรบลาสต์ที่เป็นอัตโนมัติที่ได้จากวิธีนี้จะใช้ในการฟื้นฟูข้อบกพร่องในเนื้อเยื่ออ่อนของใบหน้า ในการศึกษาวิจัยโดย G. Keller et al. (2000) ผู้ป่วย 20 ราย อายุระหว่าง 37 ถึง 61 ปี ที่มีริ้วรอยและแผลเป็นฝ่อได้รับการรักษา การตัดชิ้นเนื้อผิวหนัง (4 มม.) จากบริเวณหลังใบหูถูกนำส่งไปยังห้องปฏิบัติการในหลอดทดลองที่ปลอดเชื้อซึ่งบรรจุอาหารเลี้ยงเชื้อ 10 มล. (อาหารเลี้ยงเชื้อ Eagle's ที่มียาปฏิชีวนะ ยาฆ่าเชื้อรา ไพรูเวต และซีรั่มลูกวัว) วัสดุถูกวางไว้ในจานเพาะเชื้อ 3-5 จานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 60 มม. และฟักในเทอร์โมสแตทที่มีบรรยากาศที่มี CO2 5% หลังจากผ่านไป 1 สัปดาห์ เซลล์จะถูกนำออกจากจานเพาะเชื้อโดยการทริปซิไนเซชัน และใส่ลงในขวดขนาด 25 ซม.2 เซลล์ถูกฉีดเข้าไปในผู้ป่วยจำนวน 4 x 107 เซลล์ สังเกตพบผลทางคลินิกที่สำคัญและต่อเนื่องในผู้ป่วยระหว่างการแก้ไขร่องแก้มและริมฝีปาก รวมถึงในผู้ป่วยที่มีแผลเป็น 7 และ 12 เดือนหลังจากการปลูกถ่ายไฟโบรบลาสต์จากเซลล์ต้นกำเนิดของตัวเองครั้งที่ 3 ตามการวัดการไหลเวียนของเซลล์ ไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงสร้างคอลลาเจนชนิดที่ 1 ในปริมาณมาก การศึกษาในหลอดทดลองแสดงให้เห็นการหดตัวปกติของไฟโบรบลาสต์ที่ฉีด สองเดือนหลังจากการฉีดไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงใต้ผิวหนังในปริมาณ 4 x 107 เซลล์ ไม่พบเนื้องอกในหนูเปลือย ไฟโบรบลาสต์ที่ฉีดเข้าไปไม่ก่อให้เกิดแผลเป็นหรือพังผืดแบบกระจายในผู้ป่วย ตามที่ผู้เขียนระบุ ไฟโบรบลาสต์จากเซลล์ต้นกำเนิดของตัวเองที่ปลูกถ่ายเข้าไปสามารถผลิตคอลลาเจนได้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะให้ผลในการฟื้นฟูความงาม ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากอายุขัยของเซลล์ที่แยกความแตกต่างได้จำกัด ไฟโบรบลาสต์ที่นำมาจากผู้ป่วยอายุน้อยจึงมีประสิทธิภาพมากกว่าไฟโบรบลาสต์ที่นำมาจากผู้สูงอายุ ในอนาคต สันนิษฐานว่าน่าจะเป็นไปได้ที่จะแช่แข็งเซลล์ไฟโบรบลาสต์ที่ได้จากผู้บริจาคอายุน้อย เพื่อนำไปปลูกถ่ายเซลล์อายุน้อยของเขาเองให้กับผู้ป่วยสูงอายุในภายหลัง สรุปแล้ว การสรุปว่าไฟโบรบลาสต์จากร่างกายตัวเอง ซึ่งได้รับการเก็บรักษาไว้ตามหน้าที่ เป็นวิธีการที่เหมาะสมในการแก้ไขข้อบกพร่องของเนื้อเยื่ออ่อนของใบหน้านั้นไม่ถูกต้องทั้งหมด ขณะเดียวกัน ผู้เขียนเองก็สังเกตว่ามีสถานการณ์ที่เป็นปัญหาบางประการที่เกี่ยวข้องกับการใช้ระบบไฟโบรบลาสต์-คอลลาเจนจากร่างกายตัวเองเกิดขึ้นระหว่างการศึกษา ผลทางคลินิกมักจะอ่อนแอกว่าเมื่อใช้คอลลาเจนจากวัว ซึ่งทำให้ผู้ป่วยผิดหวัง

โดยทั่วไป ข้อมูลวรรณกรรมเกี่ยวกับแนวโน้มการใช้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในทางคลินิกนั้นค่อนข้างจะมองโลกในแง่ดี มีความพยายามในการใช้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายแบบจากไขกระดูกของตัวเองเพื่อรักษาโรคข้อเสื่อม การทดลองทางคลินิกครั้งแรกเกี่ยวกับการใช้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่เพาะเลี้ยงไว้ในการรักษากระดูกหักที่ซับซ้อนกำลังดำเนินการอยู่ เซลล์สโตรมาของไขกระดูกของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่สร้างขึ้นเองและจากผู้อื่นถูกใช้เพื่อสร้างเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนสำหรับการปลูกถ่ายเพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของกระดูกอ่อนข้อต่ออันเนื่องมาจากการบาดเจ็บหรือโรคที่เกิดจากภูมิคุ้มกันทำลายตนเอง มีการพัฒนาวิธีการสำหรับการใช้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายแบบในทางคลินิกเพื่อกำจัดข้อบกพร่องของกระดูกในเด็กที่มีภาวะกระดูกเสื่อมไม่สมบูรณ์ในรูปแบบรุนแรงซึ่งเกิดจากการกลายพันธุ์ของยีนคอลลาเจนชนิดที่ 1 หลังการทำลายไขกระดูก ผู้รับการปลูกถ่ายไขกระดูกจะได้รับการปลูกถ่ายไขกระดูกจากผู้บริจาคที่มีสุขภาพดีและเข้ากันได้กับ HLA เนื่องจากไขกระดูกที่ไม่ได้แยกส่วนสามารถมีเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันได้เพียงพอที่จะชดเชยความผิดปกติของกระดูกอย่างรุนแรง หลังจากการปลูกถ่ายไขกระดูกจากคนอื่น เด็กดังกล่าวจะมีการเปลี่ยนแปลงทางเนื้อเยื่อวิทยาในเชิงบวกในกระดูกเนื้อ การเจริญเติบโตที่เพิ่มขึ้น และการเกิดกระดูกหักลดลง ในบางกรณี ผลลัพธ์ทางคลินิกในเชิงบวกจะได้รับจากการปลูกถ่ายไขกระดูกจากคนอื่นและเซลล์สร้างกระดูกที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด การปลูกถ่าย MSC ยังใช้ในการรักษากระดูกเปราะบางแต่กำเนิดที่เกิดจากความไม่สมดุลของเซลล์สร้างกระดูกและเซลล์สลายกระดูกในเนื้อเยื่อกระดูก ในกรณีนี้ การฟื้นฟูการสร้างกระดูกทำได้โดยการสร้างไคเมอไรเซชันของกลุ่มเซลล์ต้นกำเนิดและเซลล์สโตรมาในเนื้อเยื่อกระดูกของผู้ป่วย

การพัฒนาวิธีการดัดแปลงพันธุกรรมของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจากผู้บริจาคเพื่อวัตถุประสงค์ในการแก้ไขข้อบกพร่องทางพันธุกรรมของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันยังคงดำเนินต่อไป คาดว่าในอนาคตอันใกล้นี้ เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจะถูกใช้ในระบบประสาทเพื่อการสร้างไคเมอร์เซลล์สมองที่ตรงเป้าหมายและสร้างกลุ่มเซลล์ที่มีสุขภาพดีซึ่งสามารถสร้างเอนไซม์หรือปัจจัยที่บกพร่องซึ่งรับผิดชอบต่ออาการทางคลินิกของโรคได้ การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจากเนื้อเยื่อเกี่ยวพันสามารถใช้เพื่อฟื้นฟูเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจากไขกระดูกในผู้ป่วยมะเร็งหลังการฉายรังสีและเคมีบำบัด และใช้ร่วมกับเซลล์ไขกระดูกเพื่อฟื้นฟูการสร้างเม็ดเลือด การพัฒนาการบำบัดทดแทนที่มุ่งเป้าไปที่การกำจัดข้อบกพร่องของระบบกล้ามเนื้อและโครงกระดูกด้วยความช่วยเหลือของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจากเนื้อเยื่อเกี่ยวพันได้รับการส่งเสริมโดยการพัฒนาทางวิศวกรรมในสาขาการออกแบบวัสดุชีวภาพเมทริกซ์หรือการเลียนแบบชีวภาพที่สร้างกรอบงานที่มีเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจากเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจากเซลล์ต้นกำเนิด

แหล่งที่มาของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

แหล่งหลักของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันคือไขกระดูก ซึ่งเซลล์ต้นกำเนิดของเม็ดเลือดในร่างกายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะแบ่งตัวเป็นเซลล์ของเลือดและระบบภูมิคุ้มกันอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันประกอบด้วยเซลล์ที่คล้ายกับไฟโบรบลาสต์ในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของไขกระดูกจำนวนเล็กน้อย และมีส่วนช่วยในการรักษาสภาพของเซลล์ต้นกำเนิดของเม็ดเลือดที่ยังไม่แบ่งตัว ภายใต้เงื่อนไขบางประการ เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจะแบ่งตัวเป็นเซลล์กระดูกอ่อนและเนื้อเยื่อกระดูก เมื่อเพาะเลี้ยงในอาหารเลี้ยงเชื้อภายใต้เงื่อนไขการปลูกที่มีความหนาแน่นต่ำ เซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันโมโนนิวเคลียร์ของไขกระดูกจะรวมตัวกันเป็นกลุ่มของเซลล์ที่ยึดเกาะ ซึ่งในความเป็นจริงแล้วเป็นเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีลักษณะคล้ายไฟโบรบลาสต์ที่มีศักยภาพหลายประการ นักเขียนบางคนเชื่อว่าเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่ยังไม่ผ่านการสังเคราะห์จะถูกสะสมไว้ในไขกระดูก ซึ่งเนื่องมาจากความสามารถในการสร้างตัวเองขึ้นมาใหม่และมีศักยภาพในการแบ่งตัวสูง จึงทำให้ไขกระดูกต่างๆ ในร่างกายได้รับสารตั้งต้นของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจากองค์ประกอบสโตรมาตลอดชีวิตของสิ่งมีชีวิตในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ในไขกระดูก องค์ประกอบของเซลล์สโตรมาจะสร้างเครือข่ายที่เติมเต็มช่องว่างระหว่างไซนัสซอยด์และเนื้อเยื่อกระดูก เนื้อหาของ MSC ที่ไม่ได้ใช้งานในไขกระดูกของผู้ใหญ่เทียบได้กับจำนวนเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดและไม่เกิน 0.01-0.001% เซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคมอลที่แยกจากไขกระดูกและไม่ได้ผ่านการเพาะเลี้ยงจะปราศจากโมเลกุลการยึดเกาะ MSC ดังกล่าวไม่แสดง CD34, ICAM, VCAM, คอลลาเจนชนิด I และ III, CD44 และ CD29 ดังนั้น ในหลอดทดลอง ไม่ใช่เซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคมอลที่ยึดติดกับพื้นผิวการเพาะเลี้ยง แต่เป็นอนุพันธ์ของบรรพบุรุษขั้นสูงของเซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคมอลที่ก่อตัวเป็นส่วนประกอบของโครงร่างของเซลล์และตัวรับของโมเลกุลการยึดเกาะเซลล์แล้ว เซลล์สโตรมาที่มีฟีโนไทป์ CD34 พบได้ในเลือดส่วนปลาย แม้ว่าในไขกระดูกจะมีน้อยกว่าเซลล์โมโนนิวเคลียร์ที่มี CD34 เป็นบวกอย่างมากก็ตาม เซลล์ CD34 ที่แยกออกมาจากเลือดและถ่ายโอนไปยังวัฒนธรรมจะจับกับสารตั้งต้นและสร้างกลุ่มของเซลล์ที่คล้ายกับไฟโบรบลาสต์

เป็นที่ทราบกันดีว่าในระยะเอ็มบริโอ ฐานของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของอวัยวะและเนื้อเยื่อทั้งหมดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและมนุษย์จะเกิดจากกลุ่มเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันร่วมกันก่อนและในระยะของการสร้างอวัยวะ ดังนั้น จึงเชื่อกันว่าในสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มที่ เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันส่วนใหญ่ควรจะอยู่ในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันและกระดูก มีการพิสูจน์แล้วว่าองค์ประกอบเซลล์หลักของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันหลวมและเนื้อเยื่อกระดูกนั้นแสดงโดยเซลล์ต้นกำเนิดที่มุ่งมั่น ซึ่งอย่างไรก็ตาม เซลล์เหล่านี้ยังคงสามารถแพร่กระจายและสร้างโคลนในหลอดทดลองได้ เมื่อเซลล์ดังกล่าวถูกนำเข้าสู่กระแสเลือดทั่วไป เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันมากกว่า 20% จะถูกฝังไว้ในองค์ประกอบเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของเนื้อเยื่อสร้างเม็ดเลือดและอวัยวะที่เป็นเนื้อ

แหล่งที่มีศักยภาพของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันคือเนื้อเยื่อไขมัน ซึ่งเซลล์ต้นกำเนิดเหล่านี้มีเซลล์ต้นกำเนิดของเซลล์ไขมันในระดับที่แตกต่างกันไป เซลล์ต้นกำเนิดที่โตช้าที่สุดของเนื้อเยื่อไขมันคือเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันในหลอดเลือด ซึ่งเช่นเดียวกับเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการของไขกระดูก เซลล์เหล่านี้สามารถแยกความแตกต่างเป็นเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันได้ภายใต้อิทธิพลของกลูโคคอร์ติคอยด์ อินซูลินไลค์โกรทแฟกเตอร์ และอินซูลิน ในวัฒนธรรม เซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันในหลอดเลือดแยกความแตกต่างเป็นเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันและคอนโดรไซต์ และในเนื้อเยื่อไขมันที่มีต้นกำเนิดจากไขกระดูกจะมีเซลล์ที่สร้างเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันและออสติโอบลาสต์

นอกจากนี้ ยังพบเซลล์ต้นกำเนิดของสโตรมาในกล้ามเนื้ออีกด้วย ในการเพาะเลี้ยงเซลล์ขั้นต้นที่แยกจากกล้ามเนื้อโครงร่างของมนุษย์ จะพบเซลล์สเตลเลตและไมโอทูบที่มีนิวเคลียสหลายอัน ในสภาพที่มีซีรั่มม้า เซลล์สเตลเลตจะขยายพันธุ์ในหลอดทดลองโดยไม่มีสัญญาณของการแยกตัวของเซลล์ และหลังจากเติมเดกซาเมทาโซนลงในอาหารเลี้ยงเชื้อ การแยกตัวของเซลล์จะมีลักษณะเฉพาะคือมีองค์ประกอบของเซลล์ที่มีลักษณะเป็นเซลล์กล้ามเนื้อโครงร่างและกล้ามเนื้อเรียบ กระดูก กระดูกอ่อน และเนื้อเยื่อไขมัน ดังนั้น เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการทั้งที่มุ่งมั่นและไม่มุ่งมั่นจึงมีอยู่ในเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อของมนุษย์ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าประชากรของเซลล์ต้นกำเนิดที่มีอยู่ในกล้ามเนื้อโครงร่างมีต้นกำเนิดมาจากเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการที่ยังไม่มุ่งมั่นของไขกระดูก และแตกต่างจากเซลล์ดาวเทียมของกล้ามเนื้อ

นอกจากนี้ ยังพบเซลล์สเตลเลตที่มีกาวซึ่งสอดคล้องกับเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพในการแบ่งตัวของเซลล์ในกล้ามเนื้อหัวใจของหนูแรกเกิด เนื่องจากภายใต้อิทธิพลของเดกซาเมทาโซน เซลล์เหล่านี้จะแบ่งตัวเป็นเซลล์ไขมัน เซลล์สร้างกระดูก เซลล์กระดูกอ่อน เซลล์กล้ามเนื้อเรียบ ท่อกล้ามเนื้อโครงร่าง และเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ พบว่าเซลล์กล้ามเนื้อเรียบของหลอดเลือด (เพอริไซต์) เป็นอนุพันธ์ของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพในการแบ่งตัวของเซลล์รอบหลอดเลือดที่ไม่แบ่งตัว ในการเพาะเลี้ยง เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันรอบหลอดเลือดจะแสดงแอคตินของกล้ามเนื้อเรียบและตัวรับปัจจัยการเจริญเติบโตที่ได้จากเกล็ดเลือด และสามารถแบ่งตัวเป็นเซลล์กล้ามเนื้อเรียบได้อย่างน้อย

จากมุมมองของแหล่งสำรองของลำต้น เนื้อเยื่อกระดูกอ่อนมีศักยภาพในการซ่อมแซมต่ำมาก ซึ่งเชื่อกันว่าเกิดจากการขาดเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายอย่างหรือปัจจัยการแบ่งตัวและการเจริญเติบโต สันนิษฐานว่าเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายอย่างซึ่งสร้างกระดูกอ่อนก่อนการสร้างกระดูกอ่อนและกระดูกอ่อนจะเข้าสู่เนื้อเยื่อกระดูกอ่อนจากแหล่งเนื้อเยื่ออื่น

แหล่งกำเนิดของเนื้อเยื่อและเงื่อนไขในการยึดเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในเอ็นยังไม่ได้รับการยืนยัน การสังเกตการทดลองบ่งชี้ว่าในช่วงหลังคลอด เซลล์เอ็นร้อยหวายของกระต่ายในวัฒนธรรมขั้นต้นและในช่วงการผ่านครั้งแรกจะยังคงมีการแสดงออกของคอลลาเจนชนิด I และเดโคริน แต่เมื่อเพาะเลี้ยงต่อไป เซลล์เหล่านี้จะสูญเสียเครื่องหมายการแยกตัวของเซลล์เอ็น

ควรสังเกตว่ายังไม่ได้รับคำตอบสำหรับคำถามว่าเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการซึ่งอยู่ในเนื้อเยื่อต่างๆ นั้นมีอยู่ในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันอย่างต่อเนื่องจริงหรือไม่ หรือว่ากลุ่มเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันได้รับการทดแทนด้วยการอพยพของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจากไขกระดูก

นอกจากไขกระดูกและเนื้อเยื่อเกี่ยวพันชนิดอื่นๆ ของสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มวัยแล้ว เลือดจากสายสะดือยังอาจเป็นแหล่งของ MSC อีกด้วย ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าเลือดจากหลอดเลือดดำสายสะดือประกอบด้วยเซลล์ที่มีลักษณะทางสัณฐานวิทยาและแอนติเจนคล้ายคลึงกัน โดยมีเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการ สามารถเกาะติดกันได้ และไม่ด้อยไปกว่าเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการซึ่งมีต้นกำเนิดจากไขกระดูกในด้านศักยภาพในการแบ่งตัวของเซลล์ ในการเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในเลือดจากสายสะดือ พบเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการที่ยังไม่ผ่านการเพาะเลี้ยง 5 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ ปรากฏว่าจำนวนเซลล์เหล่านี้ในเลือดจากสายสะดือแปรผกผันกับอายุครรภ์ ซึ่งบ่งชี้โดยอ้อมว่าเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการจะอพยพไปยังเนื้อเยื่อต่างๆ ในระหว่างการพัฒนาของทารกในครรภ์ ข้อมูลแรกปรากฏบนพื้นฐานการใช้ทางคลินิกของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่แยกจากเลือดจากสายสะดือ รวมทั้งเซลล์ที่ได้จากไบโอแมทีเรียลของตัวอ่อน ซึ่งมีพื้นฐานมาจากความสามารถที่ทราบของเซลล์ต้นกำเนิดของทารกในครรภ์ในการผสาน ฝัง และทำงานในอวัยวะและระบบเนื้อเยื่อของผู้รับที่เป็นผู้ใหญ่

ค้นหาแหล่งใหม่ของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

การใช้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจากตัวอ่อน รวมทั้งเซลล์ของทารกในครรภ์อื่นๆ ก่อให้เกิดปัญหาทางจริยธรรม กฎหมาย ตุลาการ และกฎหมายหลายประการ ดังนั้น การค้นหาเซลล์บริจาคจากภายนอกตัวอ่อนจึงยังคงดำเนินต่อไป ความพยายามในการใช้ไฟโบรบลาสต์จากผิวหนังของมนุษย์ในทางคลินิกไม่ประสบผลสำเร็จ ซึ่งไม่เพียงแต่ถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าด้วยความสามารถทางการเงินที่สูงของเทคโนโลยีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการแบ่งตัวอย่างรวดเร็วของไฟโบรบลาสต์เป็นไฟโบรไซต์ ซึ่งมีศักยภาพในการแบ่งตัวที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญและผลิตปัจจัยการเจริญเติบโตจำนวนจำกัด ความคืบหน้าเพิ่มเติมในการศึกษาชีววิทยาของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจากตัวอ่อนและเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการของไขกระดูกทำให้เราสามารถพัฒนากลยุทธ์สำหรับการใช้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจากตัวเองในทางคลินิกได้ เทคโนโลยีการแยก การเพาะเลี้ยง การสืบพันธุ์นอกร่างกาย และการแบ่งตัวแบบกำหนดเป้าหมายนั้น จำเป็นต้องมีการศึกษาสเปกตรัมของเครื่องหมายโมเลกุลของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจากตัวอ่อนเป็นอันดับแรก การวิเคราะห์ของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าวัฒนธรรมหลักของเนื้อเยื่อกระดูกมนุษย์มีเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายอย่างหลายประเภท ฟีโนไทป์ของโปรโอสเตโอบลาสต์ถูกตรวจพบในเซลล์ที่แสดงเครื่องหมายของเซลล์ต้นกำเนิดของสโตรมัล STRO-1 แต่ไม่มีเครื่องหมายออสเตียบลาสต์ - ฟอสฟาเตสด่าง เซลล์ดังกล่าวมีลักษณะเฉพาะคือมีความสามารถต่ำในการสร้างเมทริกซ์กระดูกที่มีแคลเซียมเกาะ และไม่มีการตอบสนองต่อออสเตียพอนตินและการแสดงออกของตัวรับฮอร์โมนพาราไทรอยด์ อนุพันธ์ของเซลล์ที่เป็นบวกต่อ STRO-1 ที่ไม่แสดงฟอสฟาเตสด่างจะแสดงโดยออสเตียบลาสต์ที่แยกความแตกต่างได้ระหว่างกลางและสมบูรณ์ พบว่าองค์ประกอบของเซลล์ของเซลล์กระดูกเยื่อเมือกของมนุษย์ที่เป็นบวกต่อ STRO-1 สามารถแยกความแตกต่างเป็นออสเตียไซต์และอะดิโปไซต์ที่โตเต็มที่ได้ ทิศทางการแบ่งตัวของเซลล์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับผลของกรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อน ไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ - IL-1b และปัจจัยเนโครซิสของเนื้องอก a (TNF-a) รวมถึง TGF-b ที่มีฤทธิ์ต้านการอักเสบและกดภูมิคุ้มกัน

ต่อมาพบว่าเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายอย่างไม่มีลักษณะเฉพาะที่ติดมากับเซลล์เหล่านี้เท่านั้น แต่แสดงเครื่องหมายที่ซับซ้อนซึ่งมีลักษณะเฉพาะของเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน เซลล์เยื่อบุผิว เซลล์เยื่อบุผิว และเซลล์กล้ามเนื้อในกรณีที่ไม่มีการแสดงออกของแอนติเจนภูมิคุ้มกันของเซลล์สร้างเม็ดเลือด ได้แก่ CD45, CD34 และ CD14 นอกจากนี้ เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันยังผลิตปัจจัยการเจริญเติบโตของเซลล์สร้างเม็ดเลือดและไม่ใช่เซลล์สร้างเม็ดเลือด อินเตอร์ลิวคินและคีโมไคน์ และตัวรับสำหรับไซโตไคน์และปัจจัยการเจริญเติบโตบางชนิดที่แสดงออกในเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายอย่าง ได้มีการค้นพบเซลล์ที่อยู่เฉยๆ หรือเซลล์พักผ่อนที่มีอิมมูโนฟีโนไทป์ที่เกือบจะเหมือนกับโปรไฟล์แอนติเจนของเซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคมอลที่มีศักยภาพหลายอย่างที่ไม่ได้รับการรักษาด้วย 5-fluorouracil ในเซลล์ของเมทริกซ์สโตรมาของร่างกายมนุษย์ โดยเซลล์ทั้งสองชนิดแสดงออกถึง CD117 ซึ่งทำเครื่องหมายเซลล์ต้นกำเนิด "ผู้ใหญ่"

ดังนั้น เครื่องหมายเซลล์เฉพาะของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจึงยังไม่ได้รับการระบุ สันนิษฐานว่าเซลล์ที่สงบนิ่งแสดงถึงประชากรของเซลล์ต้นกำเนิดเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายอย่างที่ยังไม่เกิดการผูกมัด เนื่องจากเซลล์เหล่านี้ไม่แสดงเครื่องหมายของเซลล์ที่ผูกมัดกับกระดูก (Cbfa-1) หรือการสร้างไขมัน (PPAR-y-2) การสัมผัสเซลล์ที่สงบนิ่งซึ่งแพร่กระจายอย่างช้าๆ กับซีรั่มของโคในครรภ์เป็นเวลานานจะนำไปสู่การสร้างเซลล์ต้นกำเนิดที่ผูกมัดซึ่งแยกความแตกต่างได้ในที่สุด โดยมีลักษณะเฉพาะคือเติบโตอย่างรวดเร็ว การขยายตัวแบบโคลนของเซลล์ต้นกำเนิดเนื้อเยื่อเกี่ยวพันดังกล่าวได้รับการสนับสนุนจาก FGF2 ดูเหมือนว่าจีโนมของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจะ "ปิด" ค่อนข้างแน่น มีรายงานว่าไม่มีการแยกความแตกต่างโดยธรรมชาติใน MSC - หากไม่มีเงื่อนไขพิเศษสำหรับการผูกมัด เซลล์เหล่านี้จะไม่เปลี่ยนเป็นเซลล์ของสายพันธุ์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันด้วยซ้ำ

ในการศึกษาโครงสร้างประชากรของอนุพันธ์เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน จะทำการค้นหาโปรตีนเครื่องหมายการแยกตัวของเซลล์ในสายเซลล์สโตรมาและในวัฒนธรรมปฐมภูมิ การวิเคราะห์โคลนในหลอดทดลองของเซลล์ที่สร้างอาณานิคมในไขกระดูกแสดงให้เห็นว่า EGF เพิ่มขนาดอาณานิคมโดยเฉลี่ยและลดการแสดงออกของฟอสฟาเตสอัลคาไลน์ในโคลนเมื่อใช้กับวัฒนธรรมปฐมภูมิ ในขณะที่การเติมไฮโดรคอร์ติโซนจะกระตุ้นการแสดงออกของฟอสฟาเตสอัลคาไลน์ ซึ่งเป็นเครื่องหมายของทิศทางการสร้างกระดูกของการแยกตัวของ MSC แอนติบอดีโมโนโคลนอลต่อ STRO-1 ทำให้สามารถแยกและศึกษาประชากรของเซลล์ยึดเกาะที่เป็นบวกต่อ STRO-1 ได้ในระบบวัฒนธรรม Dexter ที่ไม่เหมือนกัน มีการกำหนดสเปกตรัมของไซโตไคน์ที่ควบคุมไม่เพียงแต่การแพร่กระจายและการแยกตัวของเซลล์เม็ดเลือดและเซลล์ลิมฟอยด์เท่านั้น แต่ยังมีส่วนร่วมในการก่อตัว การก่อตัว และการดูดซับของเนื้อเยื่อโครงกระดูกผ่านกลไกพารา- ออโต- และต่อมไร้ท่อ การปลดปล่อยสารสื่อประสาทรอง เช่น cAMP, ไดอะซิลกลีเซอรอล, อิโนซิทอลไตรฟอสเฟต และ Ca2+ ที่เกิดจากตัวรับยังใช้สำหรับการวิเคราะห์เครื่องหมายของเซลล์เนื้อเยื่อสโตรมาประเภทต่างๆ ที่แสดงตัวรับที่เกี่ยวข้อง การใช้แอนติบอดีโมโนโคลนัลเป็นเครื่องหมายทำให้สามารถระบุได้ว่าเซลล์เรติคูลัมของสโตรมาของอวัยวะต่อมน้ำเหลืองอยู่ในโซนที่ขึ้นกับ T และ B

เป็นเวลานานที่การอภิปรายทางวิทยาศาสตร์ยังคงดำเนินต่อไปเกี่ยวกับคำถามเกี่ยวกับความเป็นไปได้ที่ MSC มาจากเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด เมื่อเซลล์ไขกระดูกถูกนำไปปลูกถ่ายลงในเซลล์ชั้นเดียว กลุ่มเซลล์ไฟโบรบลาสต์ที่แยกจากกันจะเติบโตในเซลล์เหล่านั้น อย่างไรก็ตาม พบว่าการมีอยู่ของสารตั้งต้นของกลุ่มเซลล์ไฟโบรบลาสต์และเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่แตกหน่อออกมาในไขกระดูกไม่ใช่หลักฐานที่บ่งชี้ว่าเซลล์เหล่านี้มีต้นกำเนิดร่วมกันจากเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด จากการวิเคราะห์เซลล์ต้นกำเนิดไขกระดูกแบบแยกส่วน พบว่าเซลล์เม็ดเลือดไม่ได้ถ่ายโอนสภาพแวดล้อมจุลภาคระหว่างการปลูกถ่ายไขกระดูกแบบเฮเทอโรโทปิก ซึ่งพิสูจน์ได้ว่ามีกลุ่มเซลล์ MSC ในไขกระดูกที่ไม่ขึ้นกับเซลล์เม็ดเลือด

นอกจากนี้ วิธีการโคลนแบบเลือกสรรยังทำให้สามารถระบุประเภทใหม่ของเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาในวัฒนธรรมเซลล์ไขกระดูกแบบชั้นเดียว กำหนดจำนวน และศึกษาคุณสมบัติ ศักยภาพในการแบ่งตัวและการแบ่งแยกของเซลล์ดังกล่าวได้ ปรากฏว่าเซลล์ที่คล้ายไฟโบรบลาสต์สโตรมาขยายพันธุ์ในหลอดทดลองและสร้างกลุ่มเซลล์ดิพลอยด์ ซึ่งเมื่อปลูกถ่ายกลับเข้าไปในร่างกายแล้ว จะก่อให้เกิดการสร้างอวัยวะสร้างเม็ดเลือดใหม่ ผลการศึกษาโคลนแต่ละกลุ่มบ่งชี้ว่าในเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมามีประชากรของเซลล์ที่มีศักยภาพในการแบ่งตัวและการแบ่งแยกซึ่งสามารถอ้างบทบาทเป็นเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อสโตรมาได้ โดยไม่ขึ้นอยู่กับเซลล์ต้นกำเนิดของเม็ดเลือดในทางฮิสโตเจเนติก เซลล์ของประชากรนี้มีลักษณะเฉพาะคือสามารถเจริญเติบโตได้ด้วยตัวเองและแบ่งตัวเป็นองค์ประกอบของเซลล์ต้นกำเนิดของกระดูก กระดูกอ่อน และเนื้อเยื่อตาข่ายของไขกระดูก

ผลการศึกษาวิจัยของ R. Chailakhyan และผู้เขียนร่วม (1997-2001) ที่น่าสนใจอย่างยิ่งคือผลการศึกษาที่เพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาของไขกระดูกจากกระต่าย หนูตะเภา และหนูในอาหารเลี้ยงเชื้อ a-MEM โดยเติมซีรั่มลูกวัวในครรภ์ ผู้เขียนได้ทำการปลูกถ่ายเซลล์ไขกระดูกด้วยความหนาแน่นเริ่มต้น 2-4 x 103 เซลล์ต่อ 1 ซม.2 เซลล์ไขกระดูกที่ไม่ทำงานด้วยรังสีแบบโฮโมโลกัสหรือเฮเทอโรโลกัสถูกนำมาใช้เป็นตัวป้อนในปริมาณที่ยังคงผลของตัวป้อนไว้แต่ขัดขวางการแบ่งตัวของเซลล์อย่างสมบูรณ์ โคโลนีไฟโบรบลาสต์ที่แยกจากกันหลักอายุ 2 สัปดาห์ถูกทำให้เป็นทริปซิไนซ์เพื่อให้ได้สายพันธุ์โมโนโคลนัล หลักฐานของต้นกำเนิดโคลนของอาณานิคมได้รับจากการใช้เครื่องหมายโครโมโซมในวัฒนธรรมไขกระดูกผสมของหนูตะเภาตัวผู้และตัวเมีย การถ่ายภาพแบบไทม์แลปส์ของวัฒนธรรมที่มีชีวิต และในวัฒนธรรมผสมของไขกระดูกที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ของหนูตะเภา CBA และ CBAT6T6 การปลูกถ่ายเซลล์ไขกระดูกที่แยกได้ใหม่หรือไฟโบรบลาสต์สโตรมัลที่ปลูกในหลอดทดลองใต้แคปซูลไตดำเนินการในนั่งร้านที่มีรูพรุนไอวาลอนหรือเจลาติน รวมถึงเมทริกซ์กระดูกพรุนของกระต่ายที่ไม่ทำงาน สำหรับการปลูกถ่ายโคลนในปลอกหุ้มกระดูก กระดูกต้นขาของหนูตะเภาจะถูกทำความสะอาดจากเนื้อเยื่ออ่อนและเยื่อหุ้มกระดูก ตัดเอพิฟิซิส และล้างไขกระดูกให้สะอาด กระดูกถูกตัดเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย (3-5 มม.) ทำให้แห้ง และฉายรังสีด้วยปริมาณ 60 Gy วางไฟโบรบลาสต์แต่ละกลุ่มในปลอกหุ้มกระดูกและปลูกถ่ายเข้ากล้ามเนื้อ ในการปลูกถ่ายเข้าช่องท้องของไฟโบรบลาสต์สโตรมัลที่ปลูกในหลอดทดลอง จะใช้ห้องแพร่พันธุ์ชนิด A (V=0.015 cm3, h=0.1 mm) และ O (V=0.15 cm3, h=2 mm)

เมื่อศึกษาพลวัตการเจริญเติบโตของสายพันธุ์โคลน R. Chailakhyan et al. (2001) พบว่าเซลล์แต่ละเซลล์ที่ก่อตัวเป็นอาณานิคมของไฟโบรบลาสต์ รวมถึงลูกหลานของเซลล์เหล่านั้น มีศักยภาพในการแบ่งตัวที่มหาศาล เมื่อถึงบทที่ 10 จำนวนไฟโบรบลาสต์ในสายพันธุ์บางสายพันธุ์อยู่ที่ 1.2-7.2 x 10 ⁹เซลล์ ในระหว่างการพัฒนา เซลล์เหล่านี้สามารถแบ่งตัวได้มากถึง 31-34 เซลล์ ในกรณีนี้ การปลูกถ่ายเฮเทอโรโทปิกของสายพันธุ์ที่ได้จากไขกระดูกซึ่งก่อตัวจากเซลล์ตั้งต้นของสโตรมาของโคลนหลายสิบโคลน ส่งผลให้มีการถ่ายโอนไมโครเอ็นไวรอนเมนต์ไขกระดูกและการสร้างอวัยวะสร้างเม็ดเลือดใหม่ในบริเวณที่ปลูกถ่าย ผู้เขียนตั้งคำถามว่าโคลนแต่ละโคลนสามารถถ่ายโอนไมโครเอ็นไวรอนเมนต์ไขกระดูกของเซลล์สโตรมาได้หรือไม่ หรือจำเป็นต้องมีการร่วมมือกันของสโตรมาที่สร้างโคลนหลายๆ ตัวเพื่อดำเนินการนี้หรือไม่ และหากโคลนแต่ละตัวสามารถถ่ายโอนไมโครเอ็นไวรอนเมนต์ได้ จะถือว่าสมบูรณ์สำหรับต้นกล้าสร้างเม็ดเลือดทั้งสามต้นหรือไม่ หรือโคลนแต่ละตัวจะสร้างไมโครเอ็นไวรอนเมนต์สำหรับต้นกล้าสร้างเม็ดเลือดที่แตกต่างกันหรือไม่ เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้ ได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมัลบนเจลคอลลาเจน ซึ่งช่วยให้สามารถแยกคอลอนีของไฟโบรบลาสต์ที่เติบโตแล้วออกจากพื้นผิวเพื่อการปลูกถ่ายเฮเทอโรโทปิกในภายหลัง โคลนแต่ละตัวของไฟโบรบลาสต์สโตรมัลที่เติบโตจากเซลล์ไขกระดูกของหนู CBA และหนูตะเภาถูกตัดออกพร้อมกับชิ้นส่วนของเจลเคลือบ และปลูกถ่ายเฮเทอโรโทปิก - ใต้แคปซูลไตของหนูที่ผสมกันเองหรือเข้าไปในกล้ามเนื้อหน้าท้องของหนูตะเภาที่ปลูกเอง เมื่อปลูกถ่ายเข้าไปในกล้ามเนื้อแล้ว คอลอนีบนเจลจะถูกวางไว้ในปลอกหุ้มกระดูก

ผู้เขียนพบว่า 50-90 วันหลังการปลูกถ่ายกลุ่มไฟโบรบลาสต์ไขกระดูก พบว่ามีการพัฒนาของกระดูกหรือเนื้อเยื่อกระดูกและเม็ดเลือดในบริเวณที่ปลูกถ่ายใน 20% ของกรณี ในสัตว์ที่รับการปลูกถ่าย 5% โฟกัสของเนื้อเยื่อกระดูกที่เกิดขึ้นจะมีโพรงที่เต็มไปด้วยไขกระดูก ภายในกระบอกกระดูก โฟกัสดังกล่าวจะมีรูปร่างกลมและมีแคปซูลที่สร้างจากเนื้อเยื่อกระดูกที่มีกระดูกอ่อนและชั้นกระดูกอ่อนที่พัฒนาดี โพรงไขกระดูกมีเนื้อเยื่อเรติคูลัมที่มีเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดไมอีลอยด์และเม็ดเลือดแดง ซึ่งความสัมพันธ์ตามสัดส่วนไม่แตกต่างจากไขกระดูกปกติ ในไต การปลูกถ่ายเป็นอวัยวะไขกระดูกทั่วไปที่เกิดขึ้นระหว่างการปลูกถ่ายไขกระดูกดั้งเดิม โดยแคปซูลกระดูกจะคลุมโพรงไขกระดูกจากด้านข้างของแคปซูลไตเท่านั้น เนื้อเยื่อเม็ดเลือดประกอบด้วยองค์ประกอบเม็ดเลือดขาวชนิดไมอีลอยด์ เม็ดเลือดแดง และเมกะคารีโอไซต์ เนื้อเยื่อเกี่ยวพันของโพรงไขกระดูกมีระบบไซนัสที่พัฒนาอย่างดีและมีเซลล์ไขมันตามปกติ ในเวลาเดียวกัน พบเนื้อเยื่อกระดูกที่ไม่มีสัญญาณของการสร้างเม็ดเลือดในโซนการปลูกถ่ายของอาณานิคมบางส่วนใต้แคปซูลไต การศึกษาศักยภาพในการแบ่งตัวและการแบ่งแยกของโคลนแต่ละตัวดำเนินต่อไปกับสายพันธุ์ไขกระดูกโมโนโคลนัลของกระต่าย ซึ่งเซลล์ของสายพันธุ์ดังกล่าวถูกทำให้แขวนลอยใหม่ในอาหารเลี้ยงเชื้อ และในฟองน้ำไอวาลอนแยกต่างหากที่มีมวล 1-2 มก. ถูกปลูกถ่ายใต้แคปซูลไตของผู้บริจาคไขกระดูกกระต่าย เซลล์ของสายพันธุ์โมโนโคลนัล 21 สายพันธุ์ถูกปลูกถ่ายอัตโนมัติดังกล่าว ผลการทดลองถูกนำมาพิจารณาหลังจาก 2-3 เดือน ผู้เขียนพบว่าใน 14% ของกรณี สายพันธุ์โมโนโคลนัลที่ปลูกถ่ายได้สร้างอวัยวะไขกระดูกซึ่งประกอบด้วยเนื้อเยื่อกระดูกและโพรงไขกระดูกที่เต็มไปด้วยเซลล์สร้างเม็ดเลือด ใน 33% ของกรณี สายพันธุ์ที่ปลูกถ่ายได้สร้างกระดูกที่มีความหนาแน่นแตกต่างกันโดยมีเซลล์สร้างกระดูกฝังอยู่ในโพรงและชั้นเซลล์สร้างกระดูกที่พัฒนาแล้ว ในบางกรณี เนื้อเยื่อเรติคูลาร์ที่ไม่มีกระดูกหรือองค์ประกอบการสร้างเม็ดเลือดพัฒนาขึ้นในฟองน้ำที่มีโคลนที่ปลูกถ่าย บางครั้ง สโตรมาเรติคูลาร์ที่มีเครือข่ายไซนัสซอยด์ที่พัฒนาดีถูกสร้างขึ้นแต่ไม่มีเซลล์สร้างเม็ดเลือดอยู่ ดังนั้น ผลลัพธ์ที่ได้จึงคล้ายคลึงกับข้อมูลที่ได้รับระหว่างการปลูกถ่ายโคลนบนเจลคอลลาเจน อย่างไรก็ตาม หากการปลูกถ่ายโคลนที่ปลูกบนพื้นผิวส่งผลให้เกิดการสร้างเนื้อเยื่อไขกระดูกใน 5% ของกรณี เนื้อเยื่อกระดูกใน 15% และเนื้อเยื่อเรติคูลาร์ใน 80% ของกรณี จากนั้นด้วยการปลูกถ่ายสายพันธุ์โมโนโคลนัล การก่อตัวขององค์ประกอบไขกระดูกถูกสังเกตใน 14% ของกรณี เนื้อเยื่อกระดูกใน 53% และเนื้อเยื่อเรติคูลาร์ใน 53% ของกรณี ตามที่ผู้เขียนได้กล่าวไว้ สิ่งนี้บ่งชี้ว่าเงื่อนไขสำหรับการนำศักยภาพในการแพร่กระจายและการแยกความแตกต่างของไฟโบรบลาสต์สโตรมาไปใช้ในระหว่างการปลูกถ่ายบนนั่งร้านที่มีรูพรุนนั้นเหมาะสมกว่าการปลูกถ่ายในปลอกกระดูกและบนพื้นผิวของคอลลาเจนเป็นไปได้ว่าการใช้เทคนิคขั้นสูงในการเพาะเลี้ยงและการปลูกถ่ายย้อนกลับของโคลนอาจช่วยปรับปรุงเงื่อนไขในการทำให้โคลนมีศักยภาพในการสร้างความแตกต่างและเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนเหล่านี้ได้ ไม่ว่าจะด้วยวิธีใดก็ตาม แต่ความสำคัญหลักของการศึกษาที่ดำเนินการคือโคลนของเซลล์สโตรมาบางส่วนสามารถสร้างเนื้อเยื่อกระดูกได้และให้ไมโครเอ็นไวรอนเมนต์เม็ดเลือดสโตรมาสำหรับการสร้างเม็ดเลือดไขกระดูก 3 เซลล์พร้อมกัน ได้แก่ เซลล์เม็ดเลือดแดง เซลล์เม็ดเลือดขาว และเซลล์เมกะคารีโอไซต์ โดยสร้างเนื้อเยื่อเม็ดเลือดและมวลกระดูกบางส่วนที่มีขนาดใหญ่พอสมควร

จากนั้นผู้เขียนได้กล่าวถึงประเด็นเกี่ยวกับความสามารถของเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาที่สร้างโคลนแต่ละเซลล์ในการผ่านกระบวนการแบ่งตัวของเซลล์ประเภทนี้ในระบบห้องแพร่แบบปิด นอกจากนี้ ยังจำเป็นต้องพิจารณาว่าโคลนแต่ละโคลนมีความสามารถในการแบ่งตัวได้หลายแบบหรือไม่ หรือการแสดงศักยภาพในการแบ่งตัวนั้นต้องอาศัยปฏิสัมพันธ์ร่วมกันของโคลนหลายโคลนที่มีลักษณะการแบ่งตัวของเซลล์ที่แน่นอนหรือไม่ ซึ่งอัตราส่วนที่แตกต่างกันจะกำหนดการสร้างเนื้อเยื่อกระดูก ตาข่าย หรือกระดูกอ่อนโดยเฉพาะ จากการผสมผสานวิธีการเชิงวิธีการสองวิธี ได้แก่ การได้รับสายพันธุ์โมโนโคลนของเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาของไขกระดูกและการปลูกถ่ายเข้าไปในห้องแพร่ R. Chailakhyan และผู้เขียนร่วม (2001) ได้ผลลัพธ์ที่ทำให้พวกเขาเข้าใกล้ความเข้าใจโครงสร้างโครงสร้างของสโตรมาของไขกระดูกมากขึ้น การปลูกถ่ายสายพันธุ์โมโนโคลนัลของเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาเข้าไปในห้องโอไทป์ส่งผลให้เกิดการสร้างเนื้อเยื่อกระดูกและกระดูกอ่อน ซึ่งบ่งชี้ถึงความสามารถของลูกหลานของเซลล์ที่สร้างโคโลนีสโตรมาเซลล์เดียวในการสร้างเนื้อเยื่อกระดูกและกระดูกอ่อนพร้อมกันได้ มีการเสนอสมมติฐานที่ว่าเนื้อเยื่อกระดูกและกระดูกอ่อนมีต้นกำเนิดมาจากเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาร่วมกันหลายครั้ง อย่างไรก็ตาม สมมติฐานนี้ไม่มีการยืนยันการทดลองที่ถูกต้อง การสร้างกระดูกและกระดูกอ่อนในห้องแพร่กระจายเป็นหลักฐานที่จำเป็นของการมีอยู่ของเซลล์ต้นกำเนิดร่วมกันสำหรับเนื้อเยื่อทั้งสองประเภทนี้ในเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาของไขกระดูก

จากนั้นนำสายพันธุ์โคลน 29 สายพันธุ์จากระยะที่สองถึงสามที่ได้จากการเพาะเลี้ยงไขกระดูกกระต่ายมาใส่ในห้องแพร่พันธุ์และปลูกถ่ายเข้าช่องท้องของสัตว์ที่มีลักษณะคล้ายคลึงกัน การศึกษาแสดงให้เห็นว่าสายพันธุ์โคลนเดียว 45% ของไขกระดูกมีศักยภาพในการสร้างกระดูก เก้าห้องมีเนื้อเยื่อเรติคูลัมเท่านั้น แต่พบเนื้อเยื่อนี้ร่วมกับเนื้อเยื่อกระดูกและกระดูกอ่อนในห้องอีก 13 ห้อง ซึ่งคิดเป็น 76% ของสายพันธุ์ทั้งหมด ในห้องประเภท O ซึ่งสามารถแยกความแตกต่างของทั้งเนื้อเยื่อกระดูกและกระดูกอ่อนได้ มีการศึกษาสายพันธุ์ 16 สายพันธุ์ ในห้องสี่ห้อง (25%) ทั้งเนื้อเยื่อกระดูกและกระดูกอ่อนถูกสร้างขึ้น ควรสังเกตอีกครั้งว่าในการศึกษาของ R. Chailakhyan et al. (2001) เซลล์ต้นกำเนิดแต่ละเซลล์ได้รับการขยายพันธุ์ 31 ถึง 34 ครั้งภายในสายพันธุ์เซลล์ และเซลล์ลูกหลานของพวกมันประกอบด้วยเซลล์ ขนาด 0.9-2.0 x 10 ⁹จำนวนการแบ่งเซลล์ของเซลล์ต้นกำเนิดของสายพันธุ์โพลีโคลนัลนั้นแทบจะเหมือนกันกับสายพันธุ์โมโนโคลนัล อัตราการพัฒนาของสายพันธุ์โพลีโคลนัล โดยเฉพาะในระยะแรกของการสร้างสายพันธุ์นั้น ขึ้นอยู่กับจำนวนโคโลนีที่ใช้เริ่มต้นสายพันธุ์ในระดับที่สำคัญ สายพันธุ์ดิพลอยด์ของไฟโบรบลาสต์เอ็มบริโอของมนุษย์ (WI-38) เมื่อโคลนใหม่ในระดับการเพิ่มจำนวนครั้งที่ 12-15 ยังสร้างโคโลนีที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางและปริมาณเซลล์แตกต่างกัน โคโลนีขนาดใหญ่ที่มีเซลล์มากกว่า 103 เซลล์ประกอบด้วยเพียง 5-10% เมื่อจำนวนการแบ่งเพิ่มขึ้น เปอร์เซ็นต์ของโคโลนีขนาดใหญ่ก็ลดลง สายพันธุ์โมโนโคลนัลและโพลีโคลนัลของไฟโบรบลาสต์สโตรมาของไขกระดูกยังคงรักษาชุดโครโมโซมดิพลอยด์ไว้ได้หลังจากการเพิ่มจำนวนครั้งที่ 20 ครั้งขึ้นไป และแนวโน้มในการพัฒนาของสายพันธุ์ดิพลอยด์ของไฟโบรบลาสต์เอ็มบริโอ การวิเคราะห์ศักยภาพในการแยกตัวของเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาของไขกระดูกแต่ละเซลล์ ซึ่งดำเนินการโดยการย้ายสายพันธุ์โมโนโคลนัลเข้าไปในห้องแพร่กระจาย แสดงให้เห็นว่าครึ่งหนึ่งของเซลล์เหล่านั้นเป็นเซลล์สร้างกระดูก กลุ่มเซลล์ขนาดใหญ่คิดเป็น 10% ของจำนวนทั้งหมด ดังนั้น จำนวนเซลล์ที่สร้างกลุ่มเซลล์สร้างกระดูกจึงเท่ากับประมาณ 5% ของประชากรทั้งหมด มวลรวมของเซลล์ต้นกำเนิดกระดูกที่ผู้เขียนระบุรวมถึงเซลล์ที่สามารถสร้างเนื้อเยื่อกระดูกและกระดูกอ่อนได้พร้อมกัน นอกจากนี้ ยังได้มีการพิสูจน์เป็นครั้งแรกว่าเนื้อเยื่อทั้งสองประเภทนี้ในสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มวัยมีเซลล์ต้นกำเนิดร่วมกัน โดยเซลล์ดังกล่าวสร้างโคลน 25% และจำนวนเซลล์เหล่านี้ในประชากรทั้งหมดของเซลล์ต้นกำเนิดมีอย่างน้อย 2.5%

ดังนั้นการปลูกถ่ายเฮเทอโรโทปิกของโคลนเดี่ยวของไฟโบรบลาสต์ไขกระดูกได้เปิดเผยแง่มุมใหม่ของการจัดระเบียบโครงสร้างของประชากรเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน พบว่าเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันมีความสามารถในการถ่ายโอนไมโครเอ็นไวรอนเมนต์เฉพาะสำหรับเซลล์สร้างเม็ดเลือดทั้งหมดในคราวเดียว ซึ่งจำนวนเซลล์ต้นกำเนิดของโคลนขนาดใหญ่ที่ศึกษาในแบบจำลองต่างๆ อยู่ในช่วง 5 ถึง 15% (0.5-1.5% ของจำนวนเซลล์ต้นกำเนิดทั้งหมดที่ตรวจพบ) นอกจากโคลนที่ถ่ายโอนไมโครเอ็นไวรอนเมนต์ไขกระดูกทั้งหมดแล้ว ยังมีเซลล์ต้นกำเนิดที่กำหนดเฉพาะการสร้างกระดูก ซึ่งเมื่อถ่ายโอนในระบบเปิด จะสร้างเนื้อเยื่อกระดูกที่ไม่สนับสนุนการพัฒนาการสร้างเม็ดเลือด จำนวนเซลล์ต้นกำเนิดจากจำนวนเซลล์ต้นกำเนิดทั้งหมดคือ 1.5-3% เซลล์เหล่านี้บางชนิดสามารถสร้างเนื้อเยื่อกระดูกได้โดยมีระยะเวลาการคงอยู่ของตัวเองที่จำกัด ดังนั้น ประชากรของเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาจึงมีศักยภาพในการแบ่งตัวที่แตกต่างกัน ในจำนวนนี้ มีเซลล์ประเภทหนึ่งที่อ้างว่าเป็นเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมา ซึ่งสามารถแบ่งตัวได้ในทั้งสามทิศทางตามลักษณะของเนื้อเยื่อสโตรมาของไขกระดูก ได้แก่ กระดูก กระดูกอ่อน และเนื้อเยื่อตาข่าย ข้อมูลที่นำเสนอทำให้เรามีความหวังว่าการใช้เครื่องหมายเซลล์ต่างๆ จะทำให้สามารถระบุการมีส่วนสนับสนุนของเซลล์สโตรมาแต่ละประเภทต่อการจัดองค์กรของไมโครเอ็นไวรอนเมนต์เฉพาะและการสนับสนุนการสร้างเม็ดเลือดในวัฒนธรรมของเดกซ์เตอร์ได้

ลักษณะของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ได้มีการพิสูจน์แล้วว่าในวัฒนธรรมไขกระดูกแบบคงที่ เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการจะแสดงโดยกลุ่มเซลล์ขนาดเล็กที่ไม่มีเม็ด (เซลล์ RS-1) จำนวนจำกัด ซึ่งมีลักษณะเด่นคือความสามารถในการสร้างโคโลนีต่ำและไม่มีการแสดงออกของแอนติเจน Ki-67 ที่จำเพาะต่อเซลล์ที่แพร่พันธุ์ พารามิเตอร์แอนติเจนของเซลล์ RS-1 ที่ไม่เจริญเติบโตจะแตกต่างจากสเปกตรัมของแอนติเจนของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่แพร่พันธุ์อย่างรวดเร็ว ได้มีการพิสูจน์แล้วว่าอัตราการแพร่พันธุ์ที่สูงของเซลล์ต้นกำเนิดที่แพร่พันธุ์นั้นสังเกตได้เฉพาะในกรณีที่มีเซลล์ RS-1 เท่านั้น ในทางกลับกัน เซลล์ RS-1 จะเพิ่มอัตราการเติบโตภายใต้อิทธิพลของปัจจัยที่หลั่งออกมาจากอนุพันธ์ที่โตเต็มที่ที่สุดของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการ ดูเหมือนว่าเซลล์ RS-1 เป็นกลุ่มย่อยของ MSC ที่ยังไม่แพร่พันธุ์ซึ่งสามารถรีไซเคิลได้ ในหลอดทดลอง เซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาไขกระดูกที่ต้านทาน 5-ฟลูออโรยูราซิลมีลักษณะเฉพาะคือมีปริมาณ RNA ต่ำและมีการแสดงออกของยีนออร์นิทีนดีคาร์บอกซิเลสในระดับสูง ซึ่งเป็นเครื่องหมายของเซลล์ที่ไม่แพร่กระจาย

การแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาอย่างเข้มข้นเริ่มขึ้นหลังจากที่เซลล์เหล่านี้ถูกตรึงบนพื้นผิว ในกรณีนี้ โปรไฟล์เครื่องหมายของเซลล์ที่แยกความแตกต่างได้ไม่ดีจะแสดงออกมา ได้แก่ SH2 (ตัวรับ TGF-(3)) SH3 (โดเมนโปรตีนส่งสัญญาณ) คอลลาเจนประเภท I และ III ไฟโบนิคติน ตัวรับการยึดเกาะ VCAM-1 (CD106) และ ICAM (CD54), แคดเฮอริน-11, CD44, CD71 (ตัวรับทรานสเฟอร์ริน), CD90, CD120a และ CD124 แต่ไม่มีการแสดงออกของเครื่องหมายลักษณะเฉพาะของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด (CD34, CD14, CD45) การเจริญเติบโตแบบโคลนทำให้สามารถผ่านเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันซ้ำๆ ได้ โดยสร้างเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาที่มีพันธุกรรมเหมือนกันจำนวนมากในวัฒนธรรม หลังจากผ่าน 2-3 ครั้ง จำนวนเซลล์จะเพิ่มขึ้นเป็น 50-300 ล้านเซลล์ ในวัฒนธรรมที่มีความหนาแน่นเพียงพอ หลังจากการแบ่งตัวหยุดลง เซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาจะแยกความแตกต่างเป็นเซลล์ไขมัน เซลล์กล้ามเนื้อ เซลล์กระดูกอ่อน และเซลล์กระดูก ซึ่งแตกต่างจากไฟโบรบลาสต์ของเนื้อเยื่อเม็ดเลือด สัญญาณการแยกความแตกต่างทางการควบคุมสามประการ ได้แก่ 1-เมทิลไอโซบิวทิลแซนทีน (ตัวกระตุ้นการสร้าง cAMP ในเซลล์) เดกซาเมทาโซน (สารยับยั้งฟอสโฟลิเพส A และ C) และอินโดเมทาซิน (สารยับยั้งไซโคลออกซิเจเนส ซึ่งยังลดการทำงานของธรอมบอกเซนซินเทสด้วย) จะเปลี่ยนเซลล์มีเซนไคมอลต้นกำเนิดได้มากถึง 95% เป็นเซลล์ไขมัน การก่อตัวของเซลล์ไขมันจากองค์ประกอบสโตรมาที่ไม่โตเต็มที่ได้รับการยืนยันโดยการแสดงออกของยีนไลโปโปรตีนไลเปส การตรวจจับอะพอลิโพโปรตีนและตัวรับเปอร์ออกซิโซมทางฮิสโตเคมี เซลล์ของโคลนเดียวกันภายใต้อิทธิพลของ TGF-b ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่มีซีรั่มจะสร้างประชากรของเซลล์กระดูกอ่อนที่เป็นเนื้อเดียวกัน การเพาะเลี้ยงเซลล์หลายชั้นของเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนนี้มีลักษณะเฉพาะคือเมทริกซ์ระหว่างเซลล์ที่พัฒนาขึ้นซึ่งประกอบด้วยโปรตีโอกลีแคนและคอลลาเจนชนิดที่ II ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีสารเชิงซ้อนสัญญาณการแยกตัวที่ประกอบด้วยเบตา-กลีเซอโรฟอสเฟต (สารให้ฟอสเฟตอนินทรีย์) กรดแอสคอร์บิก และเดกซาเมทาโซน 10% ในวัฒนธรรมเดียวกันของเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาจะนำไปสู่การสร้างกลุ่มเซลล์ ในเซลล์ดังกล่าว จะสังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของกิจกรรมฟอสฟาเตสด่างและระดับออสเทโอพอนติน ซึ่งบ่งชี้ถึงการสร้างเนื้อเยื่อกระดูก โดยการสร้างแร่ธาตุในเซลล์ได้รับการยืนยันจากการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของปริมาณแคลเซียมภายในเซลล์

ตามข้อมูลบางส่วน เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันสามารถแบ่งตัวและขยายพันธุ์เซลล์ประเภทต่างๆ ของสายเซลล์ที่สร้างเนื้อเยื่อเกี่ยวพันได้อย่างไม่จำกัดและมีความคล่องตัวสูง เมื่อเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันเข้าไปในโพรงสมองหรือเนื้อขาวของสมอง เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจะอพยพไปยังเนื้อในของเนื้อเยื่อประสาทและแบ่งตัวเป็นอนุพันธ์ของเซลล์เกลียหรือเซลล์ประสาท นอกจากนี้ยังมีข้อมูลเกี่ยวกับการแบ่งตัวของ MSC ไปเป็นเซลล์ต้นกำเนิดของเม็ดเลือดทั้งในหลอดทดลองและในร่างกาย การวิเคราะห์เชิงลึกมากขึ้นในบางการศึกษาได้กำหนดว่า MSC มีความสามารถยืดหยุ่นสูงเป็นพิเศษ ซึ่งแสดงให้เห็นได้จากความสามารถในการแบ่งตัวเป็นเซลล์รูปดาว เซลล์โอลิโกเดนโดรไซต์ เซลล์ประสาท เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ เซลล์กล้ามเนื้อเรียบ และเซลล์กล้ามเนื้อโครงร่าง การศึกษามากมายเกี่ยวกับศักยภาพในการแบ่งตัวของ MSC ในหลอดทดลองและในร่างกายได้พิสูจน์ให้เห็นว่า เซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคมอลที่มีศักยภาพหลายประการซึ่งมีต้นกำเนิดจากไขกระดูกจะแบ่งตัวในที่สุดไปเป็นสายเซลล์ที่สร้างกระดูก กระดูกอ่อน กล้ามเนื้อ เส้นประสาท และเนื้อเยื่อไขมัน รวมทั้งเอ็นและเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่ช่วยสนับสนุนการสร้างเม็ดเลือด

อย่างไรก็ตาม การศึกษาวิจัยอื่นๆ ไม่สามารถเปิดเผยสัญญาณใดๆ ของการจำกัดความสามารถในการแบ่งเซลล์ของจีโนมเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันและประชากรเซลล์ต้นกำเนิดของเซลล์สโตรมาได้ แม้ว่าจะมีการศึกษาเซลล์ต้นกำเนิด MSC มากกว่า 200 โคลนที่แยกได้จากวัฒนธรรมหลักหนึ่งแห่งเพื่อทดสอบความสามารถในการแบ่งเซลล์ของเซลล์สโตรมาที่เป็นไปได้ โคลนส่วนใหญ่ในหลอดทดลองยังคงมีความสามารถในการแยกความแตกต่างในทิศทางของการสร้างกระดูก การเกิดกระดูกอ่อน และการเกิดไขมัน เมื่อตัดความน่าจะเป็นของการอพยพของเซลล์ผู้รับโดยการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันใต้แคปซูลไตหรือในห้องแพร่กระจาย พบว่าเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในแหล่งกำเนิดยังคงมีฟีโนไทป์ที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งบ่งชี้ว่าไม่มีปัจจัยจำกัดในบริเวณการปลูกถ่ายหรือไม่มีความสามารถในการแบ่งเซลล์ของ MSC ในเวลาเดียวกัน การมีอยู่ของเซลล์ต้นกำเนิดแบบแบ่งเซลล์แบบโซมาติกที่หายาก ซึ่งเป็นสารตั้งต้นทั่วไปของเซลล์ต้นกำเนิดของผู้ใหญ่ทั้งหมด ก็ได้รับอนุญาต

ความสามารถในการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่แท้จริงนั้นมีอยู่หลายแบบแต่ไม่ใช่เซลล์ที่สามารถแบ่งตัวได้หลายแบบ ซึ่งเป็นเซลล์ไขกระดูกในสัดส่วนที่น้อยมากและสามารถขยายพันธุ์ได้ภายใต้เงื่อนไขบางอย่างระหว่างการเพาะเลี้ยงในหลอดทดลองโดยไม่เกิดการแบ่งตัวนั้น จะเห็นได้จากการที่เซลล์เหล่านี้มีพันธะผูกพันกับกระดูก กระดูกอ่อน เซลล์ไขมัน เซลล์เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ ตลอดจนเซลล์เอ็นและองค์ประกอบของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่สนับสนุนการสร้างเม็ดเลือด ตามกฎแล้ว การสัมผัสกับอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีซีรั่มลูกวัวในครรภ์เป็นเวลานานจะกระตุ้นให้เซลล์ต้นกำเนิดเนื้อเยื่อเกี่ยวพันถูกปลดปล่อยออกมาเป็นเซลล์ต้นกำเนิดเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่พันธะผูกพันนั้น ซึ่งลูกหลานของเซลล์เหล่านี้จะเกิดการแบ่งตัวที่ปลายเซลล์โดยธรรมชาติ ในหลอดทดลอง เป็นไปได้ที่จะสร้างเซลล์สร้างกระดูกได้อย่างตรงเป้าหมายโดยการเติมเดกซาเมทาโซน เบตา-กลีเซอโรฟอสเฟต และกรดแอสคอร์บิกลงในอาหารเลี้ยงเชื้อ ในขณะที่สัญญาณการแบ่งตัวของเดกซาเมทาโซนและอินซูลินร่วมกันจะกระตุ้นให้เกิดการสร้างเซลล์ไขมัน

ได้มีการพิสูจน์แล้วว่าก่อนที่จะเข้าสู่ระยะของการแบ่งตัวของเซลล์ขั้นสุดท้าย MSC ในไขกระดูกจะแบ่งตัวเป็นเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่คล้ายกับไฟโบรบลาสต์ภายใต้เงื่อนไขการเพาะเลี้ยงบางอย่าง อนุพันธ์ของเซลล์เหล่านี้ในร่างกายมีส่วนร่วมในการก่อตัวของกระดูก กระดูกอ่อน เอ็น ไขมัน และเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อ รวมถึงเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่รองรับการสร้างเม็ดเลือด ผู้เขียนหลายคนเข้าใจว่าคำว่า "เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการ" หมายถึงทั้ง MSC เองและเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่ทำหน้าที่สร้างเม็ดเลือดของไขกระดูกและเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน การวิเคราะห์โคลนของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการซึ่งมีต้นกำเนิดจากไขกระดูกแสดงให้เห็นว่าโคลนทั้งหมดมากกว่าหนึ่งในสามเล็กน้อยจะแบ่งตัวเป็นเซลล์กระดูกอ่อน เซลล์กระดูกอ่อน และเซลล์กระดูกอ่อน ในขณะที่เซลล์ของโคลนที่เหลือมีศักยภาพในการสร้างกระดูกเท่านั้นและสร้างเซลล์กระดูกอ่อนและเซลล์กระดูกอ่อนเท่านั้น โคลนของเซลล์ต้นกำเนิดเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายอย่าง เช่น BMC-9 ภายใต้สภาวะแวดล้อมจุลภาคที่เหมาะสม จะแยกความแตกต่างเป็นเซลล์ที่มีลักษณะทางกายภาพและลักษณะการทำงานไม่เพียงแต่เป็นเซลล์สร้างกระดูก เซลล์กระดูกอ่อน และเซลล์ไขมันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเซลล์สโตรมัลที่สนับสนุนการสร้างเม็ดเลือดด้วย โคลนของเซลล์ RCJ3.1 ที่แยกได้จากไขกระดูกของหนูจะแยกความแตกต่างเป็นเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีรูปแบบทางกายภาพต่างๆ ภายใต้การกระทำร่วมกันของกรดแอสคอร์บิก เบตา-กลีเซอโรฟอสเฟต และเดกซาเมทาโซน องค์ประกอบของเซลล์ในโคลนนี้จะก่อตัวเป็นไมโอไซต์ที่มีนิวเคลียสหลายนิวเคลียสก่อน จากนั้นจึงสร้างเซลล์ไขมัน เซลล์กระดูกอ่อน และเกาะของเนื้อเยื่อกระดูกที่มีแคลเซียมเกาะตามลำดับ ประชากรของเซลล์เม็ดจากเยื่อหุ้มกระดูกของทารกในครรภ์หนูสอดคล้องกับเซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคมอลที่มีศักยภาพหลายประการที่ยังไม่รวมตัวกัน เนื่องจากมีลักษณะเฉพาะคืออัตราการแบ่งตัวที่ต่ำ ไม่แสดงเครื่องหมายการแยกความแตกต่าง และภายใต้สภาวะการเพาะเลี้ยง จะสามารถแยกความแตกต่างเพื่อสร้างเซลล์คอนโดร เซลล์ออสทีโอ และเซลล์อะดิโปไซต์ รวมทั้งเซลล์กล้ามเนื้อเรียบได้

ดังนั้น จึงควรตระหนักว่าคำถามเกี่ยวกับศักยภาพในการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันหรือพหุคูณของจีโนมยังคงไม่มีคำตอบ ซึ่งตามนั้น จะส่งผลต่อความคิดเกี่ยวกับศักยภาพในการแยกความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมา ซึ่งยังไม่สามารถระบุได้อย่างชัดเจนเช่นกัน

ลักษณะสำคัญที่ได้รับการพิสูจน์แล้วจากการทดลองของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันคือความสามารถในการออกจากช่องว่างของเนื้อเยื่อและไหลเวียนในกระแสเลือดทั่วไป เพื่อกระตุ้นโปรแกรมการแยกความแตกต่างทางพันธุกรรม เซลล์ต้นกำเนิดที่หมุนเวียนดังกล่าวจะต้องเข้าสู่สภาพแวดล้อมจุลภาคที่เหมาะสม ได้มีการแสดงให้เห็นว่าเมื่อมีการนำเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันเข้าสู่กระแสเลือดของสัตว์ที่รับอย่างเป็นระบบ เซลล์ที่ยังไม่โตเต็มที่จะถูกฝังในอวัยวะและเนื้อเยื่อต่างๆ จากนั้นจะแยกความแตกต่างเป็นเซลล์เม็ดเลือด ไมโอไซต์ อะดิโปไซต์ คอนโดรไซต์ และไฟโบรบลาสต์ ดังนั้น ในบริเวณเนื้อเยื่อเฉพาะที่ ปฏิสัมพันธ์ควบคุมสัญญาณจะเกิดขึ้นระหว่างเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่ยังไม่ติดเชื้อและเซลล์ต้นกำเนิดที่ติดเชื้อ ตลอดจนระหว่างเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันกับเซลล์ที่โตเต็มที่โดยรอบ สันนิษฐานว่าการแยกความแตกต่างเกิดขึ้นจากปัจจัยควบคุมพาราไครน์ที่มีต้นกำเนิดจากเนื้อเยื่อเกี่ยวพันและไม่ใช่เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (ปัจจัยการเจริญเติบโต ไอโคซานอยด์ โมเลกุลเมทริกซ์นอกเซลล์) ซึ่งให้การเชื่อมต่อในเชิงพื้นที่และเวลาในสภาพแวดล้อมจุลภาคของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการ ดังนั้น ความเสียหายที่เกิดขึ้นกับเนื้อเยื่อมีเซนไคมอลในบริเวณนั้นควรนำไปสู่การสร้างโซนของสภาพแวดล้อมจุลภาคของเซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคมอลที่มีศักยภาพหลายประการซึ่งมีความแตกต่างในเชิงคุณภาพจากสัญญาณควบคุมที่ซับซ้อนของเนื้อเยื่อที่สมบูรณ์ ซึ่งกระบวนการฟื้นฟูทางสรีรวิทยาจะเกิดขึ้นมากกว่ากระบวนการฟื้นฟู ความแตกต่างนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในแง่ของความเฉพาะเจาะจงของฟีโนไทป์ของเซลล์ในสภาพแวดล้อมจุลภาคปกติและที่เกิดจากความเสียหาย

ตามแนวคิด กลไกของความแตกต่างพื้นฐานระหว่างกระบวนการที่รู้จักสองกระบวนการ ได้แก่ การสร้างใหม่ทางสรีรวิทยาและการแพร่กระจายของการอักเสบ กลไกแรกสิ้นสุดด้วยการฟื้นฟูองค์ประกอบเซลล์เฉพาะของเนื้อเยื่อและการทำงานของเนื้อเยื่อ ในขณะที่ผลลัพธ์ของการดำเนินการตามกระบวนการแพร่กระจายคือการก่อตัวขององค์ประกอบของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่สมบูรณ์และการสูญเสียการทำงานของโซนเนื้อเยื่อที่เสียหาย ดังนั้น เพื่อพัฒนาโปรแกรมที่ดีที่สุดสำหรับการใช้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการในการแพทย์ฟื้นฟู จำเป็นต้องศึกษาลักษณะเฉพาะของผลกระทบของปัจจัยไมโครเอ็นไวรอนเมนทัลต่อการแบ่งตัวของ MSC อย่างละเอียดถี่ถ้วน

โครงสร้างของช่องเซลล์ต้นกำเนิดขึ้นอยู่กับตัวควบคุมพารา- และออโตไครน์ของเซลล์ ซึ่งการแสดงออกจะถูกควบคุมโดยสัญญาณภายนอกนั้นเป็นสิ่งที่ไม่ต้องสงสัยเลย ในบรรดาหน้าที่ของปัจจัยควบคุม ปัจจัยที่สำคัญที่สุดคือการควบคุมการแบ่งตัวแบบไม่สมมาตรของ MSC และการแสดงออกของยีนที่กำหนดระยะของการมุ่งมั่นและจำนวนการแบ่งตัวของเซลล์ สัญญาณภายนอกซึ่งการพัฒนาเพิ่มเติมของ MSC ขึ้นอยู่กับนั้นได้รับมาจากสภาพแวดล้อมจุลภาคของพวกมัน ในสถานะที่ยังไม่โตเต็มที่ MSC จะขยายพันธุ์เป็นเวลานานในขณะที่ยังคงความสามารถในการแยกความแตกต่างเป็นสายของเซลล์ไขมัน ไมโอไฟโบรบลาสต์ เนื้อเยื่อเกี่ยวพันของเม็ดเลือด กระดูกอ่อน และเซลล์กระดูก ได้มีการพิสูจน์แล้วว่าประชากรจำนวนจำกัดขององค์ประกอบเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่เป็นลบ CD34 ที่หมุนเวียนอยู่ในเลือดจะกลับจากกระแสเลือดทั่วไปไปยังเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของไขกระดูก ซึ่งจะถูกแปลงเป็นสายของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่เป็นบวก CD34 ข้อสังเกตเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการหมุนเวียนของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในกระแสเลือดช่วยรักษาสมดุลของเนื้อเยื่อของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในอวัยวะต่างๆ โดยการเคลื่อนย้ายกลุ่มเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่ยังไม่โตเต็มที่ของไขกระดูก การแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันเป็นเซลล์ที่มีฟีโนไทป์ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันหลายชนิดและการมีส่วนร่วมในการสร้างใหม่หรือซ่อมแซมกระดูก กระดูกอ่อน เนื้อเยื่อไขมัน และเอ็นในร่างกายได้รับการพิสูจน์แล้วโดยใช้แบบจำลองการถ่ายโอนแบบอุปถัมภ์ในสัตว์ทดลอง ตามที่ผู้เขียนคนอื่นๆ กล่าวไว้ การอพยพของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในระยะไกลไปตามชั้นของหลอดเลือดจะรวมเข้ากับการเคลื่อนตัวในระยะสั้นหรือเฉพาะที่ของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายแบบภายในเนื้อเยื่อระหว่างการซ่อมแซมกระดูกอ่อน การสร้างกล้ามเนื้อใหม่ และกระบวนการฟื้นฟูอื่นๆ

แหล่งสำรองของลำต้นในท้องถิ่นของฐานเนื้อเยื่อสโตรมาทำหน้าที่เป็นแหล่งของเซลล์ในกระบวนการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ทางสรีรวิทยา และได้รับการเติมเต็มด้วยการขนส่ง MSC จากระยะไกลในขณะที่ทรัพยากรของลำต้นของเนื้อเยื่อสโตรมาถูกใช้ไป อย่างไรก็ตาม ในสภาวะที่จำเป็นต้องมีการระดมศักยภาพของเซลล์เพื่อการฟื้นฟูอย่างเร่งด่วน เช่น ในกรณีของการบาดเจ็บหลายตำแหน่ง MSC ทั้งหมดจะเข้ามามีส่วนร่วมในกระบวนการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ และเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของไขกระดูกจะถูกเรียกไปยังส่วนรอบนอกผ่านการไหลเวียนของเลือดทั่วไป

การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

สามารถติดตามความคล้ายคลึงบางอย่างระหว่างกระบวนการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ทางสรีรวิทยาและการก่อตัวของเนื้อเยื่อเหล่านี้ในระหว่างการพัฒนาของมดลูก ในการสร้างตัวอ่อนของมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม การก่อตัวของเซลล์เฉพาะทางหลายประเภทเกิดขึ้นจากกลุ่มเซลล์เชื้อโรคที่อยู่ภายนอก มีโซ และเอนโดเดิร์ม แต่ต้องมีการมีส่วนร่วมของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เครือข่ายเซลล์ที่หลวมของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของตัวอ่อนทำหน้าที่ควบคุม เผาผลาญ สร้างกรอบ และกำหนดรูปร่างมากมาย การวางอวัยวะชั่วคราวเกิดขึ้นหลังจากการควบแน่นของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันเนื่องมาจากการเจริญเติบโตแบบโคลนนิงของเซลล์ต้นกำเนิด ซึ่งสร้างสัญญาณกำหนดรูปร่างหลักของการสร้างอวัยวะ อนุพันธ์ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของตัวอ่อนสร้างกรอบเซลล์ของอวัยวะชั่วคราวและสร้างพื้นฐานสำหรับแหล่งพลังงานในอนาคตอันเนื่องมาจากการเติบโตของหลอดเลือดหลักและหลอดน้ำเหลือง กล่าวอีกนัยหนึ่ง องค์ประกอบสโตรมาของหน่วยจุลภาคไหลเวียนโลหิตของอวัยวะของทารกในครรภ์เกิดขึ้นก่อนการก่อตัวของหน่วยโครงสร้างและหน้าที่ นอกจากนี้ การอพยพของเซลล์มีเซนไคมอลอย่างแข็งขันระหว่างการสร้างอวัยวะช่วยให้อวัยวะที่กำลังพัฒนามีทิศทางในเชิงพื้นที่โดยกำหนดขอบเขตปริมาตรผ่านการจำกัดเซลล์ Hox-types ที่เป็นโฮมีโอติก โครงสร้างของสโตรมายังทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการประกอบหน่วยโครงสร้างและหน้าที่ของอวัยวะที่มีเนื้อเยื่อ ซึ่งมักรวมถึงเซลล์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงทั้งทางสัณฐานวิทยาและหน้าที่ ดังนั้น ในระหว่างการสร้างเอ็มบริโอ หน้าที่ของเนื้อเยื่อมีเซนไคมอลจึงเป็นหลักและเกิดขึ้นจริงผ่านการสร้างสัญญาณควบคุมที่กระตุ้นการแพร่พันธุ์และการแยกตัวของเซลล์เยื่อบุผิวต้นกำเนิดในระดับภูมิภาค เซลล์เนื้อเยื่อมีเซนไคมอลของเอ็มบริโอผลิตปัจจัยการเจริญเติบโต เช่น HGF-b, HGF-b, CSF ซึ่งเซลล์ต้นกำเนิดเนื้อเยื่อมีตัวรับที่สอดคล้องกัน ในเนื้อเยื่อที่โตเต็มที่และแยกความแตกต่างของสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มวัย เครือข่ายเซลล์สโตรมาจะสร้างสัญญาณเพื่อรักษาความมีชีวิตและการแพร่กระจายของเซลล์ต้นกำเนิดที่ไม่ได้มาจากเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน อย่างไรก็ตาม สเปกตรัมของสัญญาณควบคุมของสโตรมาในกระบวนการสร้างเซลล์หลังคลอดนั้นแตกต่างกัน (SCF, HGF, IL-6, IL-1, IL-8, IL-11, IL-12, IL-14, IL-15, GM-CSF, flt-3, LIF เป็นต้น) และมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้แน่ใจว่ามีการสร้างใหม่ทางสรีรวิทยาหรือการซ่อมแซมบริเวณเนื้อเยื่อที่เสียหาย นอกจากนี้ ลักษณะทางสเปกตรัมของปัจจัยควบคุมของสโตรมาในเนื้อเยื่อแต่ละประเภทและแม้แต่ภายในอวัยวะเดียวกันก็แตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสร้างเม็ดเลือดและการสร้างเม็ดเลือดขาวชนิดลิมโฟไซต์ที่มีการแบ่งตัวและการแบ่งแยกของเซลล์สร้างเม็ดเลือดและเซลล์ที่สร้างภูมิคุ้มกันจะเกิดขึ้นเฉพาะในอวัยวะบางอวัยวะเท่านั้น ซึ่งภายในขอบเขตที่ไมโครเอ็นไวรอนเมนต์ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันทำงานอยู่ ทำให้เกิดเงื่อนไขสำหรับการเจริญเติบโตของเซลล์สร้างเม็ดเลือดและเซลล์ลิมฟอยด์ ความสามารถของเซลล์สร้างเม็ดเลือดและเซลล์ลิมฟอยด์ในการสร้างจำนวนประชากรใหม่ ขยายพันธุ์และเจริญเติบโตในช่องว่างโครงสร้างจุลภาคของอวัยวะนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยควบคุมของไมโครเอ็นไวรอนเมนต์

ในบรรดาองค์ประกอบของเมทริกซ์นอกเซลล์ที่เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการสร้างขึ้น ได้แก่ ไฟโบนิคติน ลามินิน คอลลาเจน และโปรตีโอกลีแคน รวมถึงตัวรับ CD44 (ไฮยาลูโรแนนและออสเตโอพอนติน) ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการจัดระเบียบปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์และการก่อตัวของเมทริกซ์นอกเซลล์ในไขกระดูกและเนื้อเยื่อกระดูก ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการในไขกระดูกสร้างไมโครเอนไวรอนเมนต์ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่ส่งสัญญาณเหนี่ยวนำและควบคุมไม่เพียงแต่กับเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเซลล์ต้นกำเนิดของเม็ดเลือดและเซลล์ต้นกำเนิดของไขกระดูกที่ไม่ใช่เนื้อเยื่อเกี่ยวพันอื่นๆ อีกด้วย เป็นที่ทราบกันดีว่าการมีส่วนร่วมของ MSC ในการสร้างเม็ดเลือดนั้นถูกกำหนดโดยความสามารถในการแยกความแตกต่างเป็นเซลล์สโตรมาที่รองรับการสร้างเม็ดเลือด และ MSC จะได้รับสัญญาณที่ให้คำแนะนำนี้โดยตรงจากเซลล์ต้นกำเนิดของเม็ดเลือด นี่คือสาเหตุที่ในวัฒนธรรม เครือข่ายของเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาทำหน้าที่เป็นฐานอาหารสำหรับการพัฒนาโคลนทั้งหมดของเซลล์สร้างเม็ดเลือด

ในสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มที่ ความเข้มข้นของการสร้างเม็ดเลือดและการสร้างน้ำเหลืองจะอยู่ในสภาวะสมดุลแบบไดนามิกโดยมี "การใช้จ่าย" ของเซลล์เม็ดเลือดที่โตเต็มที่และเซลล์ของระบบภูมิคุ้มกันที่อยู่รอบนอก เนื่องจากเซลล์สโตรมาของไขกระดูกและอวัยวะน้ำเหลืองจะสร้างขึ้นใหม่ได้น้อยมาก การปรับโครงสร้างของสโตรมาอย่างมีนัยสำคัญจึงไม่เกิดขึ้น ระบบอาจหลุดจากสมดุลแบบไดนามิกได้จากความเสียหายทางกลไกต่ออวัยวะที่สร้างเม็ดเลือดหรือการสร้างน้ำเหลืองใดๆ ก็ตาม ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงตามลำดับอย่างสม่ำเสมอซึ่งไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของเม็ดเลือดหรือน้ำเหลืองเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับโครงสร้างของสโตรมาของอวัยวะที่เสียหายด้วย ในกระบวนการสร้างใหม่เพื่อซ่อมแซม ฐานของสโตรมาจะถูกสร้างขึ้นก่อน จากนั้นจึงถูกสร้างใหม่โดยเซลล์สร้างเม็ดเลือดหรือเซลล์ที่มีภูมิคุ้มกัน ข้อเท็จจริงที่ทราบกันมานานนี้ทำให้การสร้างใหม่หลังการบาดเจ็บเป็นแบบจำลองที่สะดวกสำหรับการศึกษาสภาพแวดล้อมจุลภาคของสโตรมาของอวัยวะสร้างเม็ดเลือด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การระบายไขกระดูกด้วยกลไกของช่องไขกระดูกท่อถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาการฟื้นฟูของไขกระดูก - การขูด ซึ่งช่วยให้สามารถกำจัดเนื้อเยื่อเม็ดเลือดออกจากสภาวะสมดุลไดนามิกได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ เมื่อศึกษาขั้นตอนการฟื้นฟูของส่วนประกอบของเม็ดเลือดและเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของไขกระดูกหลังจากการระบายไขกระดูกด้วยกลไกของกระดูกแข้งของหนูตะเภา พบว่าไม่มีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างดัชนีการฟื้นฟูของเซลล์เม็ดเลือดและเซลล์เกี่ยวพัน (จำนวนเซลล์เม็ดเลือด ความเข้มข้น และจำนวนเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน) นอกจากนี้ ยังพบว่าจำนวนเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันเพิ่มขึ้นในช่วงที่เร็วขึ้นหลังการขูด และไฟโบรบลาสต์ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันเองก็กลายเป็นฟอสฟาเทสบวก ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของเนื้อเยื่อสร้างกระดูก นอกจากนี้ ยังได้มีการพิสูจน์แล้วว่าการขูดเอาเนื้อเยื่อท่อ 3-5 ชิ้นออกไป ทำให้เกิดการเจริญเติบโตของเซลล์ในไขกระดูกของกระดูกที่ไม่ได้รับการผ่าตัด และแม้แต่ในม้าม ซึ่งในหนูตะเภาเป็นอวัยวะที่สร้างเซลล์เม็ดเลือดขาวโดยเฉพาะ

ภาพทางสัณฐานวิทยาของกระบวนการซ่อมแซมในไขกระดูกของกระดูกแข้งที่ขูดออกของหนูตะเภาโดยทั่วไปสอดคล้องกับข้อมูลที่อธิบายไว้ในเอกสารที่ได้รับจากการทดลองกับสัตว์ของสายพันธุ์อื่น และพลวัตของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นหลังจากการเอาเนื้อเยื่อสร้างเม็ดเลือดออกนั้นเหมือนกันสำหรับสัตว์ทุกสายพันธุ์ และความแตกต่างนั้นเกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์เวลาเท่านั้น ในทางสัณฐานวิทยา ลำดับเฟสของการฟื้นฟูเม็ดเลือดในโพรงไขกระดูกที่ว่างเปล่าประกอบด้วยกระบวนการต่อเนื่องของการจัดระเบียบลิ่มเลือด การก่อตัวของเนื้อเยื่อกระดูกเส้นใยหยาบ การสลายของเนื้อเยื่อ การพัฒนาของไซนัสซอยด์ และการก่อตัวของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันแบบเรติคูลาร์ ซึ่งต่อมามีการสร้างใหม่โดยองค์ประกอบสร้างเม็ดเลือด ในกรณีนี้ จำนวนเซลล์สร้างเม็ดเลือดต้นกำเนิดในกระบวนการสร้างเนื้อเยื่อไขกระดูกใหม่จะเพิ่มขึ้นควบคู่ไปกับการเพิ่มขึ้นของปริมาณเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด

Yu. Gerasimov และผู้เขียนร่วม (2001) เปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงในจำนวนเซลล์สร้างเม็ดเลือดและจำนวนเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการสร้างใหม่ พบว่าการเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาณในเซลล์ไขกระดูกในกระดูกที่ขูดออกสอดคล้องกับพลวัตของลักษณะทางสัณฐานวิทยาของการสร้างใหม่ ผู้เขียนเชื่อมโยงการลดลงของเนื้อหาเซลล์ในกระดูกที่สร้างใหม่ในช่วงสามวันแรกกับการตายของเซลล์สร้างเม็ดเลือดอันเนื่องมาจากผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ของไมโครเอ็นไวรอนเมนต์ที่สร้างขึ้นโดยเนื้อเยื่อเรติคูลัมที่แพร่กระจายในไขกระดูกที่เก็บรักษาไว้ในบริเวณเอพิฟิซิส เช่นเดียวกับการก่อตัวของจุดโฟกัสของเนื้อเยื่อออสทีออยด์ในบริเวณหลังและความเสียหายของหลอดเลือดในระหว่างการขูด ในวันที่ 7-12 ระดับของเซลล์ที่มีนิวเคลียสที่เพิ่มขึ้นจะตรงกับการปรากฏของจุดโฟกัสแต่ละจุดของการสร้างเม็ดเลือดแบบไมอีลอยด์ในบริเวณที่มีการแพร่กระจายขององค์ประกอบสโตรมา ในวันที่ 20 จะเห็นบริเวณที่มีไขกระดูกสร้างขึ้นใหม่และไซนัสที่พัฒนาดีอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งมาพร้อมกับจำนวนเซลล์ทั้งหมดที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม จำนวนองค์ประกอบสร้างเม็ดเลือดในช่วงเวลานี้คือ 68% ของระดับควบคุม ซึ่งสอดคล้องกับข้อมูลที่ตีพิมพ์ก่อนหน้านี้ว่าจำนวนเซลล์สร้างเม็ดเลือดหลังการขูดจะถึงเกณฑ์ปกติในวันที่ 35-40 หลังการผ่าตัดเท่านั้น

ในช่วงหลังการบาดเจ็บระยะแรก แหล่งหลักของการฟื้นฟูการสร้างเม็ดเลือดคือองค์ประกอบของเซลล์ในบริเวณที่เก็บรักษาไว้ระหว่างการขูด ในระยะต่อมา แหล่งหลักของการสร้างเม็ดเลือดในไขกระดูกคือเซลล์ต้นกำเนิดที่เพิ่มจำนวนขึ้นใหม่ในโซนของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันอิสระ สำหรับเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันแต่ละประเภท (เซลล์เยื่อบุผิว เซลล์เรติคูลาร์ และเซลล์สร้างกระดูก) แหล่งที่ช่วยให้เกิดการสร้างเซลล์เหล่านี้ในระหว่างการปรับโครงสร้างของโพรงไขกระดูกยังคงไม่ชัดเจน ผลการศึกษาของ Yu. V. Gerasimov และผู้เขียนร่วม (2001) ระบุว่าในไขกระดูกที่เก็บรักษาไว้หลังการขูด ความเข้มข้นของเซลล์ที่ก่อตัวเป็นโคโลนีของไฟโบรบลาสต์จะสูงกว่าในไขกระดูกปกติอย่างมีนัยสำคัญ ผู้เขียนเชื่อว่าการขูดจะส่งผลให้เซลล์สร้างเม็ดเลือดถูกชะล้างอย่างเข้มข้นมากกว่าเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่สร้างเป็นโคโลนี ซึ่งมีส่วนร่วมในการก่อตัวของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันและมีความเกี่ยวข้องกับสารหลักมากกว่าเซลล์สร้างเม็ดเลือด

การเปลี่ยนแปลงของจำนวนเซลล์ที่สร้างกลุ่มไฟโบรบลาสต์สัมพันธ์กับความเข้มข้นของกระบวนการสร้างกระดูก การสลายของเนื้อเยื่อกระดูกในเวลาต่อมา และการสร้างเนื้อเยื่อเกี่ยวพันแบบเรติคูลาซึ่งมีเซลล์เม็ดเลือดอยู่ เซลล์ต้นกำเนิดของสโตรมาส่วนใหญ่ในช่วงระยะเวลาการสร้างใหม่ที่กำหนดจะสร้างเนื้อเยื่อกระดูกแบบเส้นใยหยาบและเนื้อเยื่อเกี่ยวพันแบบเรติคูลา ในกรณีของกระดูกต้นขาหักภายใต้สภาวะการสร้างกระดูกเป็นเวลานาน ในวันที่ 5 ในเขตการสร้างใหม่ ความเข้มข้นและจำนวนเซลล์ที่สร้างกลุ่มไฟโบรบลาสต์จะเพิ่มขึ้น และในช่วงเวลาของการสร้างกระดูกอย่างเข้มข้น จำนวนเซลล์เหล่านี้จะเพิ่มขึ้น 6 เท่า เป็นที่ทราบกันดีว่าเซลล์ไขกระดูกที่สร้างกลุ่มไฟโบรบลาสต์มีคุณสมบัติในการสร้างกระดูก จำนวนเซลล์ต้นกำเนิดของสโตรมาจะเพิ่มขึ้นก่อนที่เซลล์เม็ดเลือดจะเข้ามาตั้งถิ่นฐานในบริเวณไขกระดูกที่ถูกขูด ซึ่งสอดคล้องกับข้อมูลที่เซลล์สโตรมาสร้างสภาพแวดล้อมจุลภาคของเม็ดเลือด เห็นได้ชัดว่าการสร้างไมโครเอนไวรอนเมนต์ของระบบเม็ดเลือดนั้นสอดคล้องกับระดับหนึ่งของการสร้างเนื้อเยื่อสโตรมาใหม่ และจำนวนเซลล์สร้างเม็ดเลือดจะเพิ่มขึ้นตามการขยายตัวของแพลตฟอร์มสโตรมาที่เหมาะสมสำหรับการสร้างเม็ดเลือด

ข้อมูลของผู้เขียนที่น่าสนใจที่สุดก็คือข้อมูลของผู้เขียนที่ระบุว่าทันทีหลังจากการขูดมดลูก จำนวนเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาในส่วนที่ห่างไกลของโครงกระดูกจะเพิ่มขึ้น โดยเริ่มตั้งแต่ชั่วโมงที่ 6 จนถึงวันที่ 20 เป็นต้นไป จะพบว่าความเข้มข้นและจำนวนเซลล์ที่สร้างกลุ่มไฟโบรบลาสต์ในกระดูกแข้งข้างตรงข้ามเพิ่มขึ้นมากกว่าสองเท่า กลไกของปรากฏการณ์นี้อาจเกี่ยวข้องกับข้อเท็จจริงที่ว่าการบาดเจ็บของไขกระดูกในปริมาณมากทำให้เกิดลิ่มเลือดจำนวนมากพร้อมกับการทำลายเกล็ดเลือดจำนวนมากและการปล่อยปัจจัยการเจริญเติบโตที่ได้จากเกล็ดเลือด (PDGF) เข้าสู่เลือด ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าทำให้เซลล์ที่สร้างกลุ่มไฟโบรบลาสต์ซึ่งอยู่ในร่างกายนอกแหล่งเซลล์เพิ่มจำนวนขึ้น ในการทดลองกับกระต่าย การให้ MSC ในบริเวณนั้นช่วยส่งเสริมการฟื้นฟูเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนของข้อเข่าที่ได้รับความเสียหายจากการผ่าตัด ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการสร้างคอนโดรไซต์ที่เกิดจาก MSC ที่ฉีดเข้าไป อย่างไรก็ตาม การฟื้นฟูกระดูกที่บกพร่องในหนูทดลองจะดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญโดยใช้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่หุ้มอยู่ในกรอบเซรามิก ดังนั้น จึงสันนิษฐานได้ว่า หากไม่ใช่ RBOC ปัจจัยอื่นที่เกิดจากเซลล์สโตรมัลที่เสียหายจะมีผลกระตุ้นในระยะไกลต่อการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในโซนไขกระดูกที่สมบูรณ์ และกระตุ้นการอพยพของเซลล์เหล่านี้ไปยังบริเวณที่มีข้อบกพร่องของไขกระดูก ในทางกลับกัน ข้อมูลวรรณกรรมจากปีก่อนๆ ขัดแย้งกับข้อนี้ ซึ่งระบุว่าเซลล์สโตรมัลที่รับผิดชอบต่อไมโครเอ็นไวรอนเมนต์นั้นไม่เหมือนกับเซลล์เม็ดเลือด ซึ่งสามารถอพยพได้และมีต้นกำเนิดมาจากแหล่งในท้องถิ่น

อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาวิจัยของ Yu. Gerasimov และผู้เขียนร่วม (2001) ระบุว่าการบาดเจ็บทางกลไม่เพียงแต่ทำให้เนื้อเยื่อสโตรมาในกระดูกที่ขูดออกเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในเนื้อเยื่อสโตรมาในกระดูกที่อยู่ห่างไกลซึ่งยังคงสภาพดี กล่าวคือ เนื้อเยื่อสโตรมาจะตอบสนองต่อการบาดเจ็บในบริเวณนั้นอย่างเป็นระบบ นอกจากนี้ เมื่อเกิดการบาดเจ็บหลายตำแหน่ง (polytrauma) - การขูดซ้ำหลายครั้ง - ปฏิกิริยานี้จะรุนแรงขึ้นและสังเกตได้ไม่เพียงแต่ในกระดูกที่ผ่าตัดและส่วนที่อยู่ห่างไกลของโครงกระดูกเท่านั้น แต่ยังพบในอวัยวะน้ำเหลืองด้วย โดยเฉพาะในม้าม กลไกการตอบสนองของระบบดังกล่าวของเนื้อเยื่อสโตรมาของไขกระดูกและม้ามต่อการบาดเจ็บในบริเวณนั้นและการบาดเจ็บหลายตำแหน่งยังคงไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด สันนิษฐานว่ากระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการกระทำของปัจจัยฮิวมอรัลที่หลั่งออกมาจากเนื้อเยื่อสโตรมาของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในโพรงไขกระดูก ความเป็นไปได้ในการผลิตปัจจัยฮิวมอรัลที่ไม่จำเพาะของอวัยวะโดยเซลล์สโตรมัลของไขกระดูกและม้ามซึ่งมีหน้าที่ในการแบ่งตัวของเซลล์ที่ก่อตัวเป็นอาณานิคมของไฟโบรบลาสต์นั้นได้รับการพิสูจน์จากข้อมูลเกี่ยวกับกิจกรรมการกระตุ้นอาณานิคมในวัฒนธรรมชั้นเดียวของไขกระดูก

ในเรื่องนี้ เป็นเรื่องน่าสังเกตว่า การให้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายแบบอย่างเป็นระบบ อนุพันธ์ของเซลล์เหล่านี้จะไม่เพียงแต่สร้างเนื้อเยื่อไขกระดูกเท่านั้น แต่ยังสร้างเนื้อเยื่ออื่นๆ ขึ้นใหม่ด้วย ซึ่งเซลล์เหล่านี้ใช้สำหรับยีนบำบัดโดยเฉพาะ ได้มีการแสดงให้เห็นว่าการให้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีจีโนมแบบป่าในปริมาณมากทางเส้นเลือดแก่หนูที่มีการกลายพันธุ์ในยีนคอลลาเจน I จะทำให้เซลล์ของผู้บริจาคสามารถแทนที่เซลล์ในเนื้อเยื่อกระดูกและกระดูกอ่อนของผู้รับได้มากถึง 30% และเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของหนูที่ถ่ายยีน IL-3 ของมนุษย์เข้าไปจะสนับสนุนการสร้างเม็ดเลือดได้อย่างมีประสิทธิภาพนาน 9 เดือนในกรณีที่ให้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของเม็ดเลือดของมนุษย์แก่หนูที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่องพร้อมกัน

[ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

การดัดแปลงพันธุกรรมของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

ในบรรดาความสำเร็จของการดัดแปลงพันธุกรรม MSCs ในเชิงทดลองนั้น ที่น่าสนใจคือ การถ่ายยีนแฟกเตอร์ IX เข้าไปใน MSCs ของมนุษย์ จากนั้นจึงถ่ายเซลล์ทรานสเฟกต์ไปยังหนูที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง ซึ่งทำให้เกิดการปรากฏตัวของแฟกเตอร์ B ที่ต่อต้านฮีโมฟิเลียในเลือดเป็นเวลา 8 สัปดาห์หลังการปลูกถ่าย ในการทดลองนี้ ได้มีการดัดแปลงแฟกเตอร์ IX หลังการแปลรหัสด้วย y-glutamyl carboxylase ในเซลล์ที่ถ่ายยีน การถ่ายโอน MSCs ด้วยเวกเตอร์ย้อนกลับที่เข้ารหัสแฟกเตอร์ IX ของมนุษย์นั้นประสบความสำเร็จน้อยกว่า การให้เซลล์เหล่านี้แก่สุนัขที่เป็นโรคฮีโมฟิเลีย B ในเวลาต่อมาทำให้แฟกเตอร์ IX อยู่ในระดับการรักษา โดยรักษาระดับการแข็งตัวของเลือดให้อยู่ในระดับปกติ เป็นเวลาเพียง 12 วันเท่านั้น

การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันเข้าไปในเนื้อสมองของสัตว์แสดงให้เห็นว่าเซลล์ที่ยังไม่โตเต็มที่ของผู้บริจาคจะถูกเปลี่ยนเป็นทั้งกลุ่มของเซลล์ประสาทและเซลล์เกลีย การปลูกถ่ายอนุพันธ์ของเซลล์ประสาทจากเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของผู้บริจาคที่แข็งแรงในทางทฤษฎีทำให้สามารถแก้ไขความผิดปกติทางพันธุกรรมของการเผาผลาญของสมองในผู้ป่วยโรคโกเชอร์และความผิดปกติอื่นๆ ของการเผาผลาญไขมัน แกงกลิโอไซด์ หรือคาร์โบไฮเดรตได้

การวิจัยเชิงทดลองเพื่อหาเงื่อนไขสำหรับการเปลี่ยนสภาพของเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาของไขกระดูกเป็นเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อประสาทและตับยังคงดำเนินต่อไป ความสนใจของนักวิจัยมุ่งเน้นไปที่การรวมกันของตัวกระตุ้นการเปลี่ยนสภาพและสื่อที่มีเงื่อนไขพิเศษ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เพื่อแยกเซลล์สโตรมาเพาะเลี้ยงขั้นต้น เซลล์ไขกระดูกที่ล้างและแขวนลอยใหม่ในอาหารเพาะเลี้ยง DMEM/F12 (1/1) ที่มีเซรั่มลูกวัว 10% จะถูกเพาะในความหนาแน่น 200,000/cm2 หลังจากผ่านไป 24 ชั่วโมง เซลล์ที่ไม่เกาะติดจะถูกกำจัดออก และเซลล์ที่คล้ายไฟโบรบลาสต์ที่เกาะติดกับพลาสติกจะถูกเพาะเลี้ยงเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ สำหรับการแยกความแตกต่างของเซลล์สโตรมาของไขกระดูกเป็นเซลล์ประสาท จะใช้อาหารเลี้ยงเชื้อที่มีเงื่อนไขซึ่งได้จากการเพาะเลี้ยงเซลล์ไฟโบรบลาสต์ของตัวอ่อนในหนูเป็นเวลาสามวัน รวมถึงอาหารเลี้ยงเชื้อ DMEM/F12 (1/1) ที่มีซีรั่มลูกวัว 2% และเติม NF 20 ng/ml หรือกรดเรตินอยด์ 10-6 M (สารกระตุ้นประสาทที่ใช้สำหรับการแยกความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนในหนูและมนุษย์) การแยกความแตกต่างของเซลล์สโตรมาของไขกระดูกเป็นเซลล์ตั้งต้นของเซลล์ตับจะถูกเหนี่ยวนำในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีเงื่อนไขซึ่งสร้างขึ้นจากการเพาะเลี้ยงเซลล์ตับตัวอ่อนในหนูเป็นเวลาสามวันในอาหารเลี้ยงเชื้อ DMEM/F12 (1/1) ที่มีซีรั่มลูกวัว 10%

ที่นี่ควรสังเกตอีกครั้งว่าเซลล์ที่สร้างโคโลนีของสโตรมาของไขกระดูกเป็นเฮเทอโรมอร์ฟิกและสามารถแบ่งได้เป็นสองประเภท ประเภทแรกรวมถึงเซลล์ที่คล้ายไฟโบรบลาสต์ที่สร้างฟิโลโพเดียที่มีนิวเคลียสขนาดใหญ่และนิวคลีโอลัสหนึ่งหรือสองนิวคลีโอลัส ประเภทที่สองแสดงโดยเซลล์ที่มีรูปร่างคล้ายกระสวยขนาดเล็ก เมื่อเพาะเลี้ยงเซลล์ทั้งสองประเภทในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีเงื่อนไขซึ่งได้จากชั้นฟีดเดอร์ของไฟโบรบลาสต์ตัวอ่อนของหนูหลัก เซลล์ที่คล้ายกับนิวโรบลาสต์จะปรากฏในวัฒนธรรมในวันที่ 3 ถึงวันที่ 4 ในระยะนี้ เซลล์เหล่านี้มักจะมีรูปร่างคล้ายกระสวยโดยมีกระบวนการยาวหนึ่งหรือสองกระบวนการที่ลงท้ายด้วยฟิโลโพเดีย เซลล์พีระมิดหรือเซลล์รูปดาวที่มีเดนไดรต์สั้นพบได้น้อยกว่า เดนไดรต์ของนิวโรบลาสต์บางชนิดมีการขยายตัว (ตุ่มการเจริญเติบโต) และกิ่งก้านที่มีลักษณะเฉพาะในส่วนปลาย ในขณะที่เซลล์บางชนิดมีกรวยการเจริญเติบโตที่ชัดเจนพร้อมฟิโลโพเดีย ซึ่งเดนไดรต์จะเติบโตผ่านเข้าไป ลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่คล้ายกัน (ตาและโคนการเจริญเติบโตที่มีฟิโลโพเดีย) ที่มีอยู่ในนิวโรบลาสต์ที่แยกตัวเป็นเซลล์ประสาทได้รับการอธิบายอย่างละเอียดในงานศึกษาเกี่ยวกับการสร้างเซลล์ประสาท จากข้อมูลนี้ ผู้เขียนบางคนสรุปว่าเซลล์ที่พบในวัฒนธรรมคือนิวโรบลาสต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง E. Shchegelskaya และผู้เขียนร่วม (2002) พบว่าเซลล์บางส่วนขยายพันธุ์โดยที่ยังคงสถานะไม่แยกตัวหลังจากเพาะเลี้ยงเซลล์สโตรมาในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีเงื่อนไขเป็นเวลาสองสัปดาห์ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่เปลี่ยนสภาพทุกๆ 3 ถึงวันที่ 4 โดยพบว่าเซลล์บางส่วนขยายพันธุ์ในขณะที่ยังคงสถานะไม่แยกตัว เมื่อมองจากภายนอก เซลล์ดังกล่าวมีลักษณะคล้ายไฟโบรบลาสต์และตรวจพบในวัฒนธรรมพร้อมกับนิวโรบลาสต์ที่แยกตัว เซลล์ส่วนใหญ่ (ประมาณ 80%) อยู่ในระยะต่างๆ ของการแยกตัวเป็นเซลล์ของเนื้อเยื่อประสาท โดยส่วนใหญ่เป็นเซลล์ประสาท กระบวนการเดนไดรต์ของเซลล์เหล่านี้สัมผัสกันอย่างใกล้ชิด ทำให้เซลล์ค่อยๆ ก่อตัวเป็นส่วนๆ ของเครือข่ายประสาทบนพื้นผิวในรูปแบบของสายยาวหลายเซลล์ กระบวนการเดนไดรต์ของนิวโรบลาสต์ยาวขึ้นอย่างเห็นได้ชัด โดยบางกระบวนการยาวกว่าตัวนิวรอนเองถึง 8-10 เท่า สัดส่วนของเซลล์พีระมิดและเซลล์รูปดาวเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เดนไดรต์ของเซลล์รูปดาวแตกแขนง ตามรายงานของผู้เขียน การแบ่งตัวของเซลล์พีระมิดและเซลล์รูปดาวในเวลาต่อมาเมื่อเทียบกับเซลล์รูปกระสวยสอดคล้องกับลำดับขั้นตอนของการสร้างเซลล์ประสาทตามปกติในสัตว์ จากผลการศึกษา ผู้เขียนสรุปได้ว่าเซลล์ต้นกำเนิดของสโตรมาของไขกระดูกจะเกิดการสร้างเซลล์ประสาทโดยเหนี่ยวนำ ซึ่งเซลล์ประสาททั้งสามประเภทหลักจะถูกสร้างขึ้นจากนิวโรบลาสต์ในหลอดทดลอง นอกจากนี้ ยังตรวจพบเซลล์ประสาทตั้งต้นระหว่างการเพาะเลี้ยงเซลล์สโตรมาของไขกระดูกเป็นเวลา 3-4 วันในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีซีรั่มของทารกในครรภ์ 2% และ LIF 20 นาโนกรัม/มล. แต่ในกรณีนี้ เซลล์ต้นกำเนิดแบ่งตัวช้ามาก การแบ่งตัวของนิวโรบลาสต์เกิดขึ้นเพียง 30% ของกรณีเท่านั้น และเซลล์เหล่านี้ไม่ได้สร้างเครือข่ายนิวรอน การใช้กรดเรตินอยด์เป็นตัวกระตุ้นการแบ่งตัวของเซลล์ประสาท ผู้เขียนสามารถเก็บเซลล์ประสาทในวัฒนธรรมได้มากถึง 25-30%โดยมีองค์ประกอบของเซลล์เกลียเป็นหลัก ได้แก่ เซลล์รูปดาวและเซลล์โอลิโกเดนโดรไซต์ เซลล์ประสาทประกอบด้วยเซลล์ประสาทเพียงหนึ่งในสามเท่านั้น แม้ว่าจะมีเซลล์ทั้งสามประเภทแสดงอยู่ก็ตาม ได้แก่ เซลล์รูปกระสวย เซลล์พีระมิด และเซลล์รูปดาว ในวันที่ 6 ของการเพาะเลี้ยงเซลล์สโตรมาในอาหารที่มีกรดเรตินอยด์ เซลล์ประสาทจะแยกความแตกต่างได้มากขึ้น และพบแอกซอนในเซลล์พีระมิดเดี่ยวๆ ซึ่งในกระบวนการสร้างเซลล์ประสาทตามปกติ จะเกิดขึ้นช้ากว่ากระบวนการสร้างเดนไดรต์ ตามที่ผู้เขียนกล่าวไว้ แม้ว่าเซลล์ประสาทจะมีผลผลิตต่ำ แต่วิธีการเหนี่ยวนำด้วยกรดเรตินอยด์ก็มีข้อดี คือ เซลล์โอลิโกเดนโดรไซต์และเซลล์รูปดาวจะทำหน้าที่สร้างไมอีลินและสารอาหารในระหว่างการเจริญเติบโตของเดนไดรต์และแอกซอน และจำเป็นต่อการสร้างเนื้อเยื่อประสาทตามปกติ ดังนั้น เพื่อซ่อมแซมบริเวณที่เสียหายในร่างกาย ควรใช้เซลล์ประสาทที่แขวนลอยซึ่งมีเซลล์เกลียอยู่มาก

ในชุดการทดลองชุดที่สอง ผู้เขียนพยายามกระตุ้นการแบ่งตัวของเซลล์สโตรมาของไขกระดูกให้กลายเป็นเซลล์ตับ หลังจากเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาของไขกระดูกในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีเงื่อนไขซึ่งได้จากการฟักเซลล์ตับของตัวอ่อนหนูเป็นเวลาสามวัน พบเซลล์ทรงกลมขนาดใหญ่ มักเป็นเซลล์ที่มีนิวเคลียสสองชนิด โดยมีการรวมตัวในไซโทพลาสซึมที่มีขนาดแตกต่างกัน เซลล์เหล่านี้อยู่ในระยะการแบ่งตัวที่แตกต่างกัน และมีขนาด จำนวนนิวเคลียส และการรวมตัวในไซโทพลาสซึมแตกต่างกัน ตรวจพบไกลโคเจนในเซลล์เหล่านี้ส่วนใหญ่ ซึ่งผู้เขียนระบุว่าเป็นเซลล์ตั้งต้นของเซลล์ตับ เนื่องจากไม่พบเซลล์ที่คล้ายกับนิวโรบลาสต์ในการเพาะเลี้ยง จึงสรุปได้ว่าอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีเงื่อนไขซึ่งได้จากการเพาะเลี้ยงเซลล์ตับของตัวอ่อนไม่มีปัจจัยการแบ่งตัวของเซลล์ประสาท และในทางกลับกัน มีปัจจัยกระตุ้นการแบ่งตัวของเซลล์สโตรมาของไขกระดูกให้กลายเป็นเซลล์ตั้งต้นของเซลล์ตับ จากการสรุป ผู้เขียนเสนอแนะถึงการมีอยู่ของความสามารถในการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างในเซลล์สโตรมาของไขกระดูก เนื่องจากเซลล์เหล่านี้จะแยกความแตกต่างในหลอดทดลองไปเป็นเซลล์ประสาทหรือเนื้อเยื่อตับ ขึ้นอยู่กับสื่อปรับสภาพเฉพาะและตัวเหนี่ยวนำที่ใช้

การศึกษาบางกรณีได้แสดงให้เห็นอย่างถูกต้องว่าเซลล์สโตรมาของไขกระดูกสามารถแยกตัวออกเป็นเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ กระดูกอ่อน กระดูก และเนื้อเยื่อประสาทได้ มีหลักฐานว่าเซลล์ไขกระดูกมีกลุ่มเซลล์ต้นกำเนิดที่สามารถแยกตัวออกเป็นเซลล์ตับได้ จากข้อมูลเหล่านี้ ผลการทดลองข้างต้นกับหนูยังสามารถถือเป็นการยืนยันเพิ่มเติมเกี่ยวกับการมีอยู่ของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในไขกระดูกที่สามารถแยกตัวออกเป็นเซลล์ของเนื้อเยื่อต่างๆ ของสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มวัยได้

การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

ในการปลูกถ่ายทางคลินิก เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของมนุษย์สามารถนำมาใช้เพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์ต้นกำเนิดของเม็ดเลือดขยายตัว รวมถึงเซลล์ลูกหลานที่ถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าในระยะเริ่มแรก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การนำเซลล์ต้นกำเนิดของเม็ดเลือดและเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจากร่างกายของผู้ป่วยมะเร็งเข้ามาใช้หลังการให้เคมีบำบัดในปริมาณสูง จะช่วยเร่งการฟื้นฟูจำนวนนิวโทรฟิลและเกล็ดเลือดในเลือดส่วนปลาย การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจากร่างกายของผู้ป่วยและจากร่างกายของผู้ป่วยใช้ในการรักษามะเร็งไมอีโลม่าหลายเซลล์ โรคโลหิตจางจากไขกระดูกฝ่อ และภาวะเกล็ดเลือดต่ำโดยธรรมชาติ ซึ่งเป็นโรคที่เกี่ยวข้องกับข้อบกพร่องหลักในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของเนื้อเยื่อเม็ดเลือด ประสิทธิภาพของการบำบัดด้วยเซลล์ในพยาธิวิทยามะเร็งเม็ดเลือดนั้นสูงกว่าในหลายกรณีด้วยการนำเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันและเม็ดเลือดเข้ามาพร้อมกัน ซึ่งเห็นได้จากระยะเวลาหลังการผ่าตัดฟื้นฟูเม็ดเลือดที่ลดลง จำนวนผลลัพธ์ที่ถึงแก่ชีวิตอันเนื่องมาจากการทำลายเซลล์มะเร็งในบริเวณและในกระแสเลือดแบบไม่เลือกสรร ซึ่งเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดของผู้ป่วยเองก็จะตายไปด้วย โอกาสในการใช้เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดและเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการในทางคลินิกนั้นเกิดจากความง่ายในการได้รับเซลล์เหล่านี้จากการดูดไขกระดูก การขยายตัวในวัฒนธรรม และการถ่ายโอนยีนที่ใช้ในการรักษา ในขณะเดียวกัน การฝังเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีศักยภาพหลายประการในบริเวณนั้นสามารถใช้เพื่อชดเชยข้อบกพร่องของเนื้อเยื่อในบริเวณนั้นได้ และในกรณีที่เนื้อเยื่อที่มีต้นกำเนิดจากเนื้อเยื่อเกี่ยวพันมีการทำงานผิดปกติทั่วร่างกาย การนำเซลล์เหล่านี้เข้าสู่กระแสเลือดทั่วไปก็เป็นไปได้เช่นกัน

ผู้เขียนผลงานซึ่งวิเคราะห์แนวโน้มการใช้ MSCs สำหรับการปลูกถ่ายเฉพาะที่และทั่วร่างกายและการบำบัดด้วยยีนจากมุมมองของชีววิทยาเซลล์สโตรมามีความระมัดระวังมากขึ้นในการใช้เหตุผล ไขกระดูกหลังคลอดถือเป็นอวัยวะที่ประกอบด้วยระบบหลักสองระบบที่มีสายเซลล์ที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน ได้แก่ เนื้อเยื่อสร้างเม็ดเลือดและเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่รองรับที่เกี่ยวข้อง ดังนั้น เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของไขกระดูกจึงได้รับการพิจารณาในตอนแรกว่าเป็นแหล่งพื้นฐานของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันสำหรับการผลิตปัจจัยควบคุมของไมโครเอนไวรอนเมนต์ของเม็ดเลือดเท่านั้น จากนั้นความสนใจของนักวิจัยจึงเปลี่ยนไปที่การศึกษาบทบาทของ MSCs ในฐานะแหล่งต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อโครงกระดูก ข้อมูลล่าสุดบ่งชี้ถึงศักยภาพที่ไม่คาดคิดสำหรับการแบ่งตัวของเซลล์สโตรมาของไขกระดูกด้วยการสร้างเนื้อเยื่อประสาทหรือกล้ามเนื้อ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันแสดงให้เห็นถึงความยืดหยุ่นของทรานส์เจอร์มอล - ความสามารถในการแบ่งตัวเป็นเซลล์ประเภทที่มีลักษณะทางฟีโนไทป์ไม่เกี่ยวข้องกับเซลล์ของเนื้อเยื่อดั้งเดิม ในขณะเดียวกัน แง่มุมบางประการของชีววิทยาของเซลล์สโตรมาของไขกระดูกยังคงไม่ชัดเจนและยังไม่ได้รับการแก้ไขทั้งในแง่ชีววิทยาโดยทั่วไปและในรายละเอียดแต่ละส่วน รวมถึงการระบุ ลักษณะ แหล่งกำเนิด การพัฒนา และหน้าที่ของเซลล์สโตรมาของไขกระดูกในร่างกาย ตลอดจนศักยภาพในการแยกตัวที่ได้รับอนุญาตนอกร่างกายและความเป็นไปได้ของการนำไปใช้เพื่อการรักษาในร่างกาย ข้อมูลที่ได้รับเกี่ยวกับศักยภาพของ MSC รวมถึงผลการศึกษาเกี่ยวกับศักยภาพในการฟื้นฟูของเซลล์ต้นกำเนิดอื่นๆ ขัดแย้งกับหลักคำสอนที่กำหนดไว้ในทางชีววิทยาอย่างสิ้นเชิง

เมื่อเพาะเลี้ยงในความหนาแน่นต่ำ เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจากไขกระดูกจะสร้างกลุ่มที่แตกต่างกัน โดยแต่ละกลุ่มจะมาจากเซลล์ต้นกำเนิดเพียงเซลล์เดียว เปอร์เซ็นต์ของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในเซลล์ไขกระดูกที่มีนิวเคลียส ซึ่งกำหนดโดยความสามารถในการสร้างกลุ่มนั้นขึ้นอยู่กับทั้งสภาวะการเพาะเลี้ยงและชนิดของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ในสัตว์ฟันแทะ การมีเซลล์ที่ดูดเลือดจากไขกระดูกและซีรั่มที่ได้รับรังสีในเซลล์เพาะเลี้ยงนั้นจำเป็นอย่างยิ่งในการได้รับเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจำนวนสูงสุด ในขณะที่ในมนุษย์ ประสิทธิภาพในการสร้างกลุ่มของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันนั้นไม่ขึ้นอยู่กับทั้งเซลล์ที่ดูดเลือดและอาหารเพาะเลี้ยง จำนวนปัจจัยไมโตเจนิกที่ทราบซึ่งกระตุ้นการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันนั้นมีจำกัด ซึ่งได้แก่ PDGF, EGF, FGF, TGF-b และ IGF1 ภายใต้สภาวะการเพาะเลี้ยงที่เหมาะสมที่สุด สายพันธุ์ MSC โพลีโคลนัลสามารถทนต่อการแบ่งเซลล์ได้มากกว่า 50 ครั้งในหลอดทดลอง ทำให้สามารถได้เซลล์สโตรมาไขกระดูกจำนวนหลายพันล้านเซลล์จากสารดูด 1 มล.

อย่างไรก็ตาม ประชากรของเซลล์สโตรมาของไขกระดูกนั้นมีลักษณะไม่เหมือนกัน ซึ่งแสดงให้เห็นได้จากทั้งความแปรปรวนในขนาดของคอลอนี อัตราการสร้างที่แตกต่างกัน และสัณฐานวิทยาของเซลล์ที่หลากหลาย ซึ่งครอบคลุมตั้งแต่รูปร่างกระสวยคล้ายไฟโบรบลาสต์ไปจนถึงเซลล์แบนขนาดใหญ่ ในระหว่างการพัฒนาของวัฒนธรรมดังกล่าว ความไม่เหมือนกันของลักษณะปรากฏยังสังเกตได้หลังจาก 20 วันด้วย คอลอนีบางกลุ่มมีลักษณะเฉพาะคือการแสดงออกของฟอสฟาเตสด่างสูง ในขณะที่บางกลุ่มไม่มีการแสดงออกเลย และคอลอนีประเภทที่สามนั้นมีฟอสฟาเตสเป็นบวกในบริเวณส่วนกลางและมีฟอสฟาเตสเป็นลบที่บริเวณรอบนอก คอลอนีแต่ละกลุ่มจะสร้างก้อนเนื้อในเนื้อเยื่อกระดูก (จุดเริ่มต้นของการสร้างแร่ธาตุในเมทริกซ์จะสังเกตได้จากการย้อมด้วยอะลิซารินเรดหรือแคลเซียมตามทฤษฎีของแวน คอส) ในคอลอนีอื่นๆ การสะสมของไขมันจะเกิดขึ้น โดยระบุได้จากการย้อมจีด้วยออยล์เรด ไม่ค่อยบ่อยนัก คอลอนีของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจะสร้างกระดูกอ่อนที่ย้อมด้วยอัลเซียนบลู

หลังจากการปลูกถ่ายนอกสถานที่ในสัตว์ทดลอง สายโพลีโคลนัล MGK จะสร้างกระดูกนอกสถานที่ที่มีเนื้อเยื่อเกี่ยวพันแบบเรติคูลัมที่เกี่ยวข้องกับไมอีโลโพอีซิสและอะดิโปไซต์ และพบได้น้อยกว่านั้นที่เนื้อเยื่อกระดูกอ่อน เมื่อมีการปลูกถ่ายสายโมโนโคลนัลของเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันของไขกระดูก จะสังเกตเห็นไคเมอริซึมในบางกรณี ซึ่งกระดูกใหม่ประกอบด้วยเซลล์เนื้อเยื่อกระดูก มีเนื้อเยื่อเกี่ยวพันและอะดิโปไซต์จากผู้บริจาค ในขณะที่เซลล์ของสายเลือดและระบบหลอดเลือดจะมาจากผู้รับ

ผลการศึกษาเหล่านี้ยืนยันลักษณะเฉพาะของเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาของไขกระดูกซึ่งเป็นต้นกำเนิดของสายพันธุ์โคลน นอกจากนี้ยังระบุด้วยว่าเซลล์ที่สร้างโคลนในวัฒนธรรมไม่ใช่เซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพในการแบ่งตัวหลายแบบอย่างแท้จริง นักวิจัยบางคนเชื่อและเรามีความเห็นเหมือนกันว่าข้อมูลที่เชื่อถือได้มากที่สุดเกี่ยวกับศักยภาพในการแบ่งตัวที่แท้จริงของโคลนแต่ละตัวสามารถรับได้ในร่างกายเท่านั้นหลังจากการปลูกถ่าย และไม่ใช่โดยการกำหนดลักษณะทางฟีโนไทป์ของอนุพันธ์ในหลอดทดลอง การแสดงออกของเครื่องหมายลักษณะทางฟีโนไทป์ของการสร้างกระดูก กระดูกอ่อน หรือไขมันในวัฒนธรรม (กำหนดโดย mRNA หรือเทคนิคทางฮิสโตเคมี) และแม้แต่การผลิตเมทริกซ์ที่มีแร่ธาตุก็ไม่ได้สะท้อนถึงระดับความสามารถในการแบ่งตัวหลายแบบของโคลนแต่ละตัวในร่างกาย ดังนั้น การระบุเซลล์ต้นกำเนิดในกลุ่มเซลล์สโตรมาจึงทำได้ภายหลังเท่านั้น ภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสมของการทดสอบการปลูกถ่ายทางชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การสร้างกระดูกอ่อนพบได้น้อยมากในระบบการปลูกถ่ายแบบเปิด ในขณะที่การสร้างกระดูกอ่อนพบได้น้อยมากในระบบปิด เช่น ห้องแพร่เชื้อหรือการเพาะเลี้ยงไมโครแมสในหลอดทดลองของเซลล์สโตรมา ซึ่งทำให้เกิดแรงตึงของออกซิเจนต่ำในบริเวณนั้น ซึ่งส่งเสริมการสร้างเนื้อเยื่อกระดูกอ่อน ดังนั้น แม้แต่เทคนิคการปลูกถ่าย ตลอดจนสภาวะการเพาะเลี้ยงในหลอดทดลองที่ไม่จำเพาะเจาะจง ก็ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อช่วงการแบ่งตัวของ MSC

การปลูกถ่ายทดลองภายใต้เงื่อนไขการทดลองที่กำหนดถือเป็นมาตรฐานทองคำสำหรับการกำหนดศักยภาพในการแยกตัวของเซลล์สโตรมาของไขกระดูกและเป็นองค์ประกอบสำคัญในการระบุเซลล์เหล่านี้ ในอดีต การศึกษาเกี่ยวกับการปลูกถ่ายเซลล์สโตรมาของไขกระดูกมีความเกี่ยวข้องกับปัญหาทั่วไปของการปลูกถ่ายไขกระดูก ได้มีการพิสูจน์แล้วว่าสภาพแวดล้อมจุลภาคของเม็ดเลือดเกิดขึ้นจากการปลูกถ่ายสายเซลล์สโตรมาของไขกระดูก และทำให้เกิดการพัฒนานอกตำแหน่งของเซลล์เม็ดเลือดในบริเวณที่ปลูกถ่าย แหล่งกำเนิดของสภาพแวดล้อมจุลภาคมาจากผู้บริจาค และเนื้อเยื่อเม็ดเลือดมาจากโฮสต์ ทำให้เราพิจารณากระดูกนอกตำแหน่งว่าเป็นการปลูกถ่ายไขกระดูกแบบ "กลับหัวกลับหาง" อย่างแท้จริง การปลูกถ่ายเซลล์สโตรมาของไขกระดูกในบริเวณนั้นส่งเสริมการแก้ไขข้อบกพร่องของกระดูกอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งเห็นได้ชัดเจนกว่าการสร้างใหม่ตามธรรมชาติ การศึกษาก่อนทางคลินิกหลายฉบับเกี่ยวกับแบบจำลองการทดลองได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงความเป็นไปได้ในการใช้การปลูกถ่ายเซลล์สโตรมาของไขกระดูกในศัลยกรรมกระดูก แม้ว่าจะต้องทำงานและวิเคราะห์อย่างรอบคอบที่สุดเพื่อปรับวิธีการเหล่านี้ให้เหมาะสมที่สุด แม้แต่ในกรณีที่ง่ายที่สุดก็ตาม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการขยายตัวของเซลล์สโตรมาสร้างกระดูกนอกร่างกายยังไม่ได้รับการกำหนด โครงสร้างและองค์ประกอบของตัวพาที่เหมาะสม รวมถึงจำนวนเซลล์ที่จำเป็นสำหรับการสร้างกระดูกใหม่แบบมีปริมาตรยังคงไม่ได้รับการพัฒนา

นอกจากการใช้เซลล์สโตรมาของไขกระดูกที่ขยายตัวแบบ ex vivo สำหรับการสร้างเนื้อเยื่อที่มีต้นกำเนิดจากเนื้อเยื่อเกี่ยวพันแล้ว ความยืดหยุ่นที่ไม่ธรรมดาของ MSC ยังเปิดโอกาสให้มีการประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้สำหรับการสร้างเซลล์ประสาทใหม่หรือการส่งมอบผลิตภัณฑ์ยีนไปยัง CNS โดยหลักการแล้ว การทำเช่นนี้จะทำให้การบำบัดด้วยเซลล์สำหรับความเสียหายของระบบประสาทง่ายขึ้น เนื่องจากไม่จำเป็นต้องได้รับเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของมนุษย์ที่สร้างขึ้นเอง มีรายงานถึงการประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้ของเซลล์ไขกระดูกสำหรับการสร้างคาร์ดิโอไมโอไซต์และเซลล์ต้นกำเนิดของกล้ามเนื้อทั้งจากเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่แท้จริงและจากภายนอกเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

การทดลองกำลังดำเนินการเกี่ยวกับการปลูกถ่ายเซลล์สโตรมาของไขกระดูกอย่างเป็นระบบเพื่อรักษาโรคโครงกระดูกทั่วไป ไม่ต้องสงสัยเลยว่าเซลล์สโตรมาของไขกระดูกเป็นกลุ่มประชากรที่รับผิดชอบต่อความผิดปกติทางพันธุกรรมในโรคโครงกระดูก ซึ่งแสดงให้เห็นได้อย่างชัดเจนจากการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมโดยใช้เซลล์เหล่านี้ซึ่งนำไปสู่การสร้างเนื้อเยื่อกระดูกที่ผิดปกติในสัตว์ทดลอง อย่างไรก็ตาม ความสามารถของเซลล์สโตรมาในการฝังตัว ขยายพันธุ์ และแยกความแตกต่างในกระดูกโครงกระดูกหลังจากนำเข้าสู่กระแสเลือดทั่วไปยังไม่ได้รับการพิสูจน์

สาเหตุส่วนหนึ่งเป็นเพราะในการปลูกถ่ายไขกระดูกแบบมาตรฐานนั้นเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจะไม่ได้รับการปลูกถ่ายร่วมกับเนื้อเยื่อเม็ดเลือด ดังนั้นเกณฑ์ที่เข้มงวดในการประเมินการปลูกถ่ายเซลล์สโตรมาในระบบที่ประสบความสำเร็จจึงยังไม่ได้รับการพัฒนา ควรจำไว้ว่าการมียีนมาร์กเกอร์ในสารสกัดเนื้อเยื่อหรือการแยกเซลล์จากผู้บริจาคในวัฒนธรรมไม่ได้บ่งชี้ถึงการปลูกถ่ายเซลล์ แต่บ่งชี้ถึงการอยู่รอดของเซลล์เท่านั้น แม้แต่การฉีดเซลล์สโตรมาของไขกระดูกเข้าหลอดเลือดแดงในแขนขาของหนูก็อาจทำให้การปลูกถ่ายแทบไม่มีเลย แม้ว่าจะพบเซลล์จากผู้บริจาคจำนวนมากในหลอดเลือดขนาดเล็กของไขกระดูกก็ตาม น่าเสียดายที่เซลล์ดังกล่าวมักถูกเรียกว่า "ปลูกถ่าย" เพียงเพราะตรวจพบยีนมาร์กเกอร์ของเซลล์จากผู้บริจาคในวัฒนธรรมนอกร่างกาย นอกจากนี้ ต้องมีหลักฐานที่น่าเชื่อถือว่าเซลล์จากผู้บริจาคที่แยกความแตกต่างและทำงานได้อย่างปกติมีการผสานกันในระยะยาว ในเอกสารเผยแพร่หลายฉบับที่รายงานเกี่ยวกับการฝังเซลล์สโตรมาของไขกระดูกในโครงกระดูก การขาดข้อมูลที่ชัดเจนในเรื่องนี้ถือเป็นเรื่องที่น่าตกตะลึง อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าการทดลองกับสัตว์ที่ถูกต้องบางกรณีได้พิสูจน์การฝังเซลล์ต้นกำเนิดสโตรมาอย่างจำกัดแต่เป็นจริงหลังจากการบริหารอย่างเป็นระบบ

ข้อมูลเหล่านี้สอดคล้องกับผลการศึกษาเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการส่งเซลล์ต้นกำเนิดของกล้ามเนื้อไขกระดูกไปยังกล้ามเนื้อผ่านระบบหลอดเลือด อย่างไรก็ตาม ไม่ควรลืมว่าทั้งเนื้อเยื่อโครงกระดูกและกล้ามเนื้อเกิดขึ้นระหว่างการพัฒนาและการเจริญเติบโตโดยอาศัยการเคลื่อนตัวของเซลล์นอกหลอดเลือดซึ่งใช้กระบวนการอพยพที่ไม่เกี่ยวข้องกับการไหลเวียนของเลือด หากมีเส้นทางการไหลเวียนอิสระสำหรับการส่งเซลล์ต้นกำเนิดไปยังเนื้อเยื่อเฟสแข็ง เป็นไปได้หรือไม่ที่จะสันนิษฐานว่ามีเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่ไหลเวียนทางสรีรวิทยาอยู่ เซลล์เหล่านี้มีต้นกำเนิดมาจากอะไรในสิ่งมีชีวิตทั้งที่กำลังพัฒนาและหลังคลอด และเซลล์เหล่านี้ทะลุผนังหลอดเลือดได้อย่างไร คำตอบของคำถามเหล่านี้ดูเหมือนจะจำเป็นอย่างยิ่งและต้องใช้การวิเคราะห์ก่อนทางคลินิกที่รอบคอบที่สุด แม้ว่าจะพบคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้แล้ว แต่ประเด็นทางจลนศาสตร์ที่มีปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของโครงกระดูกและการปรับโครงสร้างของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันยังคงไม่ได้รับการแก้ไข ในเวลาเดียวกัน การรักษาโรคกระดูกโดยการแทนที่เซลล์ต้นกำเนิดโครงกระดูกที่กลายพันธุ์ทั้งหมดด้วยองค์ประกอบของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีสุขภาพดีนั้นดูเหมือนจะเป็นแนวทางทางคลินิกที่แท้จริง ในกรณีนี้ บริเวณกระดูกหักหรือความผิดปกติที่เกิดจากการเกิดกระดูกผิดปกติ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงที่ทำลายเนื้อเยื่อกระดูก สามารถแก้ไขได้โดยใช้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่เพาะเลี้ยงในหลอดทดลอง ดังนั้น จึงแนะนำให้มุ่งเน้นการวิจัยในอนาคตเกี่ยวกับปัญหาการเปลี่ยนแปลงหรือการแก้ไขทางพันธุกรรมของเซลล์ต้นกำเนิดกระดูกที่กลายพันธุ์จากร่างกายตนเองนอกร่างกาย

วิศวกรรมพันธุกรรมของเซลล์ในระยะสั้นหรือถาวรได้กลายเป็นพื้นฐานของชีววิทยาระดับเซลล์และโมเลกุล ซึ่งเป็นแหล่งที่มาของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์มากมายเกี่ยวกับบทบาทของโปรตีนแต่ละชนิดในกระบวนการเผาผลาญของเซลล์ในหลอดทดลองและในร่างกาย การใช้เทคโนโลยีระดับโมเลกุลเพื่อแก้ไขพยาธิวิทยาทางพันธุกรรมและโรคของมนุษย์นั้นมีแนวโน้มที่ดีในทางการแพทย์ในทางปฏิบัติ เนื่องจากคุณสมบัติของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในไขกระดูกทำให้สามารถพัฒนารูปแบบการปลูกถ่ายเฉพาะสำหรับการแก้ไขโรคทางพันธุกรรมของโครงกระดูกได้ ในขณะเดียวกัน เซลล์ตั้งต้นของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันสามารถได้รับจากผู้รับในอนาคตได้อย่างง่ายดาย เซลล์เหล่านี้สามารถดัดแปลงพันธุกรรมได้ และสามารถขยายพันธุ์ได้ในปริมาณมากในช่วงเวลาสั้นๆ การใช้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันช่วยให้หลีกเลี่ยงข้อจำกัดและความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการส่งมอบข้อมูลทางพันธุกรรมโดยตรงไปยังผู้ป่วยผ่านโครงสร้างเวกเตอร์ภายในหลอดเลือด กลยุทธ์ที่คล้ายกันนี้สามารถนำไปใช้กับเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อนได้ แต่เซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันในไขกระดูกหลังคลอดจากร่างกายตนเองเป็นวัสดุที่ต้องการมากกว่า เนื่องจากการนำเซลล์เหล่านี้มาใช้จะช่วยป้องกันภาวะแทรกซ้อนทางภูมิคุ้มกันที่อาจเกิดขึ้นหลังการปลูกถ่าย เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ในระยะสั้น เช่น เพื่อเร่งการสร้างกระดูกใหม่ วิธีที่ดีที่สุดคือการดัดแปลงพันธุกรรมของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันโดยใช้ไฟฟ้า การหลอมรวมทางเคมี การดูดกลืนด้วยไขมัน พลาสมิด และโครงสร้างของอะดีโนไวรัส โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การถ่ายโอนไวรัสเข้าไปในเซลล์สโตรมาของไขกระดูก BMP-2 ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการเร่งการสร้างกระดูกใหม่ในผู้ป่วยที่เกิดการบาดเจ็บซ้ำหลายครั้งในการทดลอง การสร้างเวกเตอร์อะดีโนไวรัสเป็นที่ต้องการมากกว่าเนื่องจากไม่มีพิษ อย่างไรก็ตาม การดัดแปลงพันธุกรรมของเซลล์สโตรมาของไขกระดูกในกรณีนี้มีลักษณะเฉพาะคือมีความเสถียรต่ำมาก นอกจากนี้ เซลล์สโตรมาของไขกระดูกที่เปลี่ยนรูปตามปกติต้องใช้เวกเตอร์พาหะของข้อมูลทางพันธุกรรมที่สามารถแพร่เชื้อได้มากกว่าเซลล์ประเภทอื่นถึง 10 เท่า ซึ่งจะเพิ่มเปอร์เซ็นต์การตายของเซลล์ที่ถ่ายโอนได้อย่างมีนัยสำคัญ

การรักษาโรคด้อยที่เกิดจากกิจกรรมทางชีวภาพต่ำหรือไม่มีเลยของยีนบางชนิดต้องใช้การดัดแปลงเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในระยะยาวหรือถาวร ซึ่งต้องใช้ไวรัสที่เกี่ยวข้องกับอะดีโน เรโทรไวรัส เลนติไวรัส หรือไคเมร่าอะดีโน-เรโทรไวรัส บริเวณขนส่งของไวรัสเหล่านี้สามารถถ่ายโอนทรานส์เฟกต์ดีเอ็นเอขนาดใหญ่ได้ (มากถึง 8 กิโลเบส) วรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ได้รายงานเกี่ยวกับกิจกรรมทางชีวภาพภายนอกของเซลล์สโตรมาของไขกระดูกที่ถ่ายโอนด้วยโครงสร้างเรโทรไวรัสที่เข้ารหัสการสังเคราะห์โมเลกุลควบคุมและเครื่องหมาย - IL-3, CD2, แฟกเตอร์ VIII เช่นเดียวกับเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ L-DOPA อย่างไรก็ตาม แม้แต่ในการศึกษาเหล่านี้ ผู้เขียนยังชี้ให้เห็นข้อจำกัดหลายประการที่จำเป็นต้องเอาชนะก่อนที่จะนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในทางปฏิบัติ ปัญหาแรกคือการปรับกระบวนการดัดแปลง MSC ให้เหมาะสม ex vivo เป็นที่ทราบกันดีว่าการแพร่พันธุ์ในระยะยาว (3-4 สัปดาห์) ของเซลล์สโตรมาของไขกระดูกในหลอดทดลองจะลดการทรานส์เฟกต์ของเซลล์เหล่านี้ ในเวลาเดียวกัน เพื่อให้บรรลุการดัดแปลงพันธุกรรมระดับสูงของ MSCs จำเป็นต้องดำเนินการถ่ายโอนยีนหลายรอบ ปัญหาที่สองเกี่ยวข้องกับระยะเวลาของการแสดงออกของยีนเพื่อการรักษา ซึ่งยังไม่เกินสี่เดือน การลดลงของการแสดงออกของยีนที่มีประสิทธิภาพตามธรรมชาติเกิดจากการปิดใช้งานโปรโมเตอร์และการตายของเซลล์ที่ดัดแปลง ด้วยแนวโน้มทั่วไปของการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมโดยใช้เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน ผลการศึกษาเบื้องต้นบ่งชี้ถึงความจำเป็นในการปรับให้เหมาะสมยิ่งขึ้นของวิธีการถ่ายโอนยีนนอกร่างกาย การเลือกโปรโมเตอร์ที่เหมาะสมในการควบคุมกิจกรรมทางชีวภาพในทิศทางที่ต้องการ และการเพิ่มความสามารถของเซลล์สโตรมาของไขกระดูกที่ดัดแปลงเพื่อคงสภาพตัวเองในร่างกายหลังการปลูกถ่าย ควรสังเกตว่าการใช้โครงสร้างย้อนกลับเพื่อปรับเปลี่ยนเซลล์สโตรมาของไขกระดูกในทิศทางที่ต้องการไม่จำเป็นต้องฝังเสมอไป เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่ถ่ายโอนยีนสามารถทำหน้าที่แก้ไขได้ในขณะที่มีถิ่นที่อยู่ที่มั่นคงและไม่จำเป็นต้องรวมเข้าและทำงานในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันทางกายภาพอย่างแข็งขัน ในกรณีนี้ ควรพิจารณาให้เป็นปั๊มชีวภาพขนาดเล็กที่ผลิตปัจจัยในร่างกาย ซึ่งความบกพร่องของปัจจัยดังกล่าวจะกำหนดการแสดงอาการทางพยาธิวิทยาทางพันธุกรรม

การใช้เซลล์สโตรมาของไขกระดูกที่เปลี่ยนแปลงไปในการรักษาพยาธิวิทยาทางพันธุกรรมที่โดดเด่น ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือการแสดงออกของยีนที่มีกิจกรรมทางชีววิทยาที่ผิดปกติหรือผิดปกติ เป็นปัญหาที่มากกว่ามาก เนื่องจากในกรณีนี้ จำเป็นต้องปิดกั้นการถ่ายโอนหรือการนำข้อมูลทางพันธุกรรมที่บิดเบือนไปใช้ วิธีการทางพันธุวิศวกรรมวิธีหนึ่งคือการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อนขึ้นมาใหม่เพื่อสร้างสัตว์ดัดแปลงพันธุกรรม อย่างไรก็ตาม ระดับการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อนที่ต่ำมากร่วมกับปัญหาในการระบุ การแยก และการขยายตัวของรีคอมบิแนนท์ดังกล่าวไม่น่าจะส่งผลต่อการใช้วิธีนี้อย่างแพร่หลายในอนาคตอันใกล้นี้ แม้ว่าจะมีการพัฒนาวิธีการทางเทคโนโลยีใหม่ๆ ขึ้นมาก็ตาม แนวทางที่สองในการบำบัดด้วยยีนสำหรับพยาธิวิทยาที่โดดเด่นนั้นขึ้นอยู่กับการแก้ไขดีเอ็นเอที่เสียหายโดยอัตโนมัติ เนื่องจากการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมสามารถแก้ไขได้โดยการนำดีเอ็นเอจากภายนอกที่มีลำดับที่ต้องการ (โอลิโกนิวคลีโอไทด์ดีเอ็นเอสั้นหรือโอลิโกนิวคลีโอไทด์อาร์เอ็นเอ/ดีเอ็นเอไคเมอริก) ซึ่งจะจับกับโฮโมล็อกในจีโนมที่เสียหาย ตัวเลือกที่สามเกี่ยวข้องกับการปิดกั้นการถ่ายทอดข้อมูลทางพยาธิวิทยา ซึ่งทำได้โดยการใช้โอลิโคนิวคลีโอไทด์ที่ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษ ซึ่งจะจับกับยีนเฉพาะเพื่อสร้างโครงสร้างเกลียวสามชั้นซึ่งจะขจัดความเป็นไปได้ของการถอดรหัส

แม้ว่าการแก้ไขโรคทางพันธุกรรมในระดับจีโนมยังคงเป็นวิธีการรักษาที่เหมาะสมที่สุดและเป็นที่ต้องการมากที่สุด แต่ mRNA ก็เป็นเวกเตอร์ที่มีแนวโน้มดี (อาจเข้าถึงได้ง่ายกว่าด้วยซ้ำ) สำหรับการบล็อกยีนเชิงลบที่โดดเด่น โมเลกุลโปรตีนที่มีโอลิโกนิวคลีโอไทด์แอนติเซนส์หรือลำดับสมบูรณ์ที่บล็อกการจับของ mRNA กับอุปกรณ์ชีวสังเคราะห์ของเซลล์นั้นถูกใช้มาอย่างยาวนานเพื่อยับยั้งการแปลและ/หรือเพิ่มการย่อยสลาย mRNA นอกจากนี้ RNA สายคู่ยังกระตุ้นให้เกิดการย่อยสลาย mRNA อย่างรวดเร็ว ซึ่งกลไกยังคงไม่ชัดเจน อย่างไรก็ตาม ไม่น่าจะเป็นไปได้ที่การกำจัด mRNA ที่ถอดรหัสจากอัลลีลกลายพันธุ์ที่มีการกลายพันธุ์ระยะสั้นหรือเดี่ยวจะส่งเสริมการแสดงออกของ mRNA ของอัลลีลปกติ ทางเลือกอื่นคือการใช้ไรโบซินธีซิสแบบค้อนหัวและแบบกิ๊บติดผม ซึ่งมีความสามารถในการจับกับบริเวณเฉพาะเจาะจงของ mRNA จากนั้นจึงเหนี่ยวนำให้มีการแตกตัวและการทำให้ไม่ทำงานในระหว่างการแปล ความเป็นไปได้ในการใช้วิธีนี้ในการบำบัดการเกิดกระดูกผิดปกติกำลังอยู่ในระหว่างการศึกษา ไม่ว่าเป้าหมายที่แน่นอนคือองค์ประกอบจีโนมหรือไซโตพลาสมิกก็ตาม ความสำเร็จของเทคโนโลยียีนบำบัดรูปแบบใหม่จะถูกกำหนดโดยประสิทธิภาพของการรวมรีเอเจนต์ในเซลล์สโตรมาของไขกระดูกนอกร่างกาย การเลือกเวกเตอร์เฉพาะที่เหมาะสมที่สุด และความสามารถที่เสถียรของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในการแสดงออกของปัจจัยที่จำเป็นในร่างกาย

การค้นพบเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีคุณสมบัติที่คาดไม่ถึงนี้ได้สร้างแนวคิดใหม่สำหรับการพัฒนาสายเซลล์ อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการวิจัยสหวิทยาการเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจบทบาททางชีววิทยาของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน ธรรมชาติของเซลล์ ความสามารถในการแยกความแตกต่างหรือแยกความแตกต่าง ความสำคัญทางสรีรวิทยาของเซลล์ในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อน การเจริญเติบโตหลังคลอด การเจริญเติบโตและการแก่ชรา รวมถึงในโรคของมนุษย์