關節軟骨自我修復能力有限，因此軟骨受損便容易走向退化性關節炎。現今臨床上對於軟骨受損的治療多著重於症狀緩解，而未能有效重建透明軟骨。目前用於軟骨組織工程的細胞為軟骨細胞、間質幹細胞和組織特異性前驅細胞，其中組織特異性前驅細胞保有似幹細胞之再生潛力並保持原組織之細胞特性而不易走向非特異性分化。在此研究中探討兩種前驅幹細胞於骨軟骨再生醫學的修復潛能。內皮前驅幹細胞(EPCs)已應用於心血管疾病、骨再生及血管新生等研究；軟骨前驅幹細胞(CSPCs)為軟骨組織中之少量前驅幹細胞，目前已開始應用於軟骨修復之研究。本研究主要利用動物體內實驗及部分體外實驗去探討前驅幹細胞於骨軟骨修復之應用，分為兩大部分：Part I (EPCs與單層聚乳酸甘醇酸細胞支架(PLGA)及連續被動運動(CPM)的結合)。Part II-1 (CSPCs於體外實驗)：探討CSPCs於體外培養時和退化性關節炎軟骨細胞(OACs)及髕下脂肪墊幹細胞(IFPs)之特性比較，如三重分化、再生能力、細胞標記、軟骨化能力、基因表現等；Part II-2 (CSPCs於體內之實驗)：利用CSPCs結合PLGA，種植於兔子膝關節骨軟骨(股骨內側髁)缺陷，分別於四周及十二週後觀察骨軟骨修復的能力。EPCs與PLGA結合CPM於兔子體內實驗可促進早期軟骨基質-葡萄糖胺聚糖及第二型膠原蛋白(COL II)生成、長期則可降低骨生成並促進軟骨表面醣蛋白lubricin的合成，對骨軟骨缺損修復的機制則為EPCs促進軟骨下骨血管新生及CPM提供物理性刺激於軟骨表面。CSPCs於體外培養有似幹細胞特性，並且表現CSPCs特異性細胞標記、間質幹細胞標記、另外也表現出軟骨細胞基質及成骨細胞基質；而在體外培養時，CSPCs相較於OACs有較高的軟骨化基質表現，另CSPCs未有較IFPs顯著的軟骨化基因表現。CSPCs種植於PLGA於活體實驗時有良好的骨軟骨再生和整合，並發現CSPCs修復方向從軟骨層到軟骨下骨層。此研究發現兩種前驅幹細胞對骨軟骨修復皆具有潛力，若能加以結合，對於修復結構複雜的骨軟骨組織之再生醫學將會是一大幫助。
The Effects of Progenitor Cells Combined with Scaffolds and Physiotherapy in Osteochondral Regenerative Medicine
雪君, 王. (Author). 2019
學生論文: Doctoral Thesis