Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu phân lập, bảo quản, hoạt hóa và đánh giá hiệu quả điều trị của tế bào gốc mô mỡ tự thân đối với bệnh nhân thoái hoá khớp gối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ QUỐC PHÕNG

HỌC VIỆN QUÂN Y
*********

TẠ VIỆT HƢNG

NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP, BẢO QUẢN, HOẠT HÓA
VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ĐIỀU TRỊ CỦA TẾ BÀO GỐC
MÔ MỠ TỰ THÂN ĐỐI VỚI BỆNH NHÂN
THOÁI HÓA KHỚP GỐI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC

HÀ NỘI - 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO


BỘ QUỐC PHÕNG

HỌC VIỆN QUÂN Y
*********

TẠ VIỆT HƢNG

NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP, BẢO QUẢN, HOẠT HÓA
VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ĐIỀU TRỊ CỦA TẾ BÀO GỐC MÔ MỠ
TỰ THÂN ĐỐI VỚI BỆNH NHÂN THOÁI HÓA KHỚP GỐI
Chuyên ngành: Sinh lý bệnh
Mã số: 62.72.01.08

LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Nguyễn Lĩnh Toàn
2. PGS.TS. Nguyễn Thị Phi Nga

HÀ NỘI - 2017


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban Giám đốc Học viện Quân y;
Phòng Sau đại học – Học viện Quân y; Bộ môn Sinh lý bệnh – Học viện
Quân y, cơ sở đào tạo đã tạo mọi điều kiện và sự giúp đỡ chí tình để tôi hoàn
thành luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban Giám đốc Bệnh viện Quân y
103, đơn vị công tác đã cho phép và động viên giúp đỡ tôi tiến bước trên con
đường học tập.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:
- PGS.TS Nguyễn Lĩnh Toàn và PGS.TS Nguyễn Thị Phi Nga, người
Thầy đã hướng dẫn trực tiếp, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong
suốt quá trình thực hiện luận án, đồng thời là người Thầy đã định hướng và
truyền cho tôi lòng say mê và những kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu
khoa học.
- Các Thầy, các Cô trong Hội đồng chấm luận án đã dành nhiều thời
gian và công sức chỉ bảo giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thiện bản luận án
này.
- PGS.TS Trần Viết Tiến, Giám đốc Bệnh viện Quân y 103 - Chủ nhiệm

đề tài cấp Nhà nước cùng toàn thể các thành viên tham gia đề tài đã tận tình
giúp đỡ và hợp tác để tôi có thể hoàn thành luận án.
- Tập thể bác sĩ, điều dưỡng viên Khoa Khớp và Nội tiết, Bệnh viện
Quân y 103 đã động viên và hỗ trợ nhiệt tình trong suốt quá trình thực hiện
đề tài luận án.
- Tập thể cán bộ và nhân viên Bộ môn Khoa Huyết học – Truyền máu,
Bệnh viện Quân y 103 đã giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình học tập và
nghiên cứu.


Xin được chân thành cảm ơn các bạn bè và đồng nghiệp đã luôn giúp
đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận án.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với bố mẹ và anh chị em trong
gia đình, đặc biệt là vợ và hai con đã luôn là chỗ dựa vững chắc của tôi, luôn
thương yêu, khuyến khích, động viên và tạo điều kiện tốt nhất về tình cảm,
tinh thần và vật chất cho tôi để hoàn thành tốt chương trình học tập và thực
hiện thành công luận án này.

Hà Nội, tháng 06 năm 2017
Tác giả

Tạ Việt Hƣng


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu trong luận án là một phần số liệu trong đề tài
độc lập cấp Nhà nước, mã số ĐTĐL.2012 G/21: “Nghiên cứu ứng dụng tế bào
gốc tự thân trong điều trị bệnh thoái hóa khớp”. Kết quả đề tài này là thành
quả nghiên cứu tập thể mà tôi là một thành viên chính. Tôi đã được Chủ
nhiệm đề tài và toàn bộ các thành viên trong nhóm nghiên cứu đồng ý cho
phép sử dụng đề tài này vào trong luận án để bảo vệ lấy bằng tiến sĩ. Các số
liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất
kỳ công trình nào khác.
Hà Nội, tháng 06 năm 2017

Tạ Việt Hƣng


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các biểu đồ
Danh mục các hình
ĐẶT VẤN ĐỀ

1

Chƣơng 1: TỔNG QUAN

3

1.1. Những hiểu biết cơ bản về tế bào gôc

3

1.1.1. Khái niệm chung và phân loại

3

1.1.2. Cách gọi tên tế bào gốc

6

1.2. Tế bào gốc mô mỡ

8

1.2.1. Cấu trúc, chức năng và thành phần của mô mỡ

8

1.2.2. Khái niệm chung về tế bào gốc mô mỡ

9

1.2.3. Các đặc tính của tế bào gốc mô mỡ
1.3. Bệnh thoái hóa khớp

11
16

1.3.1. Định nghĩa và dịch tễ học bệnh thoái hóa khớp

16

1.3.2. Cơ chế bệnh sinh và vai trò các chất trung gian dị hóa - gây

18

đau trong thoái hóa khớp
1.3.3. Các phương pháp điều trị thoái hóa khớp
1.4. Tình hình nghiên cứu sử dụng tế bào gốc mô mỡ tự thân trong
điều trị thoái hóa khớp gối

26
34


1.4.1. Trên thế giới

35

1.4.2. Tại Việt nam

36

Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

38

2.1. Đối tƣợng nghiên cứu

38

2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu

39

2.2.1. Thiết kế nghiên cứu

39

2.2.2. Các chỉ tiêu nghiên cứu

40

2.2.3. Phương tiện nghiên cứu

44

2.2.4. Các kỹ thuật sử dụng trong nghiên cứu

46

2.2.5. Thu thập và xử lý số liệu

59

2.2.6. Vấn đề đạo đức trong nghiên cứu

59

Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

60

3.1. Đặc điểm của các đối tƣợng nghiên cứu

60

3.1.1. Đặc điểm dịch tễ

60

3.1.2. Đặc điểm lâm sàng

62

3.1.3. Đặc điểm cận lâm sàng

63

3.2. Kết quả phân lập, bảo quản và hoạt hóa tế bào gốc mô mỡ

66

3.2.1. Kết quả chọc hút mô mỡ và phân lập SVF

66

3.2.2. Chất lượng tế bào gốc mô mỡ sau phân lập và bảo quản

67

3.2.3. Kết quả hoạt hóa TBG mô mỡ bằng HTGTC và ánh sáng đơn

72

sắc lên một số hoạt động của TBG trên in vitro
3.3. Kết quả điều trị của TBG mô mỡ tự thân đối với bệnh nhân

74

thoái hóa khớp gối
3.3.1. Kết quả lâm sàng

74

3.3.2. Kết quả cận lâm sàng

77

3.3.3. Tính an toàn của phương pháp điều trị thoái hóa khớp bằng

87

TBG mô mỡ tự thân hoạt hóa bởi HTGTC tự thân và ánh sáng đơn sắc


Chƣơng 4: BÀN LUẬN

91

4.1. Đặc điểm của đối tƣợng nghiên cứu

91

4.1.1. Đặc điểm về dịch tễ học

91

4.1.2. Đặc điểm lâm sàng

94

4.1.3. Đặc điểm cận lâm sàng

95

4.2. Hiệu quả của các quy trình phân lập, bảo quản và hoạt hóa tế

97

bào gốc mô mỡ
4.2.1. Quy trình chọc hút mô mỡ và phân lập SVF

97

4.2.2. Chất lượng tế bào gốc mô mỡ sau phân lập và bảo quản

98

4.2.3. Hoạt hóa TBG mô mỡ bằng HTGTC và ánh sáng đơn sắc

103

4.3. Đánh giá hiệu quả điều trị của TBG mô mỡ tự thân đối với 106
bệnh nhân thoái hóa khớp gối
4.3.1. Đánh giá hiệu quả lâm sàng

108

4.3.2. Đánh giá hiệu quả cận lâm sàng

112

4.3.3. Đánh giá tính an toàn của phương pháp điều trị thoái hóa 118
khớp bằng TBG mô mỡ tự thân hoạt hóa bởi HTGTC tự thân và ánh
sáng đơn sắc
KẾT LUẬN

121

KIẾN NGHỊ

123

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ
ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ACD

Acid citric Citrat natri Dextrose

ACR

American Collegue of Rheumatology (Hội thấp khớp
học Mỹ)

ADAMTS

A

Disintegrin

and

Metalloproteinase

with

Thrombospondin Motifs
ADSC

Adipose derived stem cells (tế bào gốc mô mỡ)

BMI

Body Mass Index (chỉ số khối cơ thể)

CFU

Colony Forming Unit (đơn vị tạo cụm)

DMEM

Dulbecco’s Modified Eagle Medium

DMSO

Dimethyl sulfoxide

FBS

Fetal Bovine Serum

HTGTC

Huyết tương giàu tiểu cầu

IGF

Insulin like Growth Factor (yếu tố tăng trưởng giống
Insulin)

IL

Interleukin

MMP

Matrix Metalloproteinase

MSC

Mesenchymal stem cell (tế bào gốc trung mô)

mPGES-1

microsomal Prostaglandin E Synthase-1


NSAIDs

Non-steroidal anti-inflammatory drugs (thuốc chống
viêm không steroid)

PRP

Platelet Rich Plasma (huyết tương giàu tiểu cầu)

SVF

Stromal vascular fraction (phân đoạn tế bào nền mạch
máu)

TBG

Tế bào gốc

TGF

Transforming Growth Factor (yếu tố tăng trưởng chuyển
dạng)

THK

Thoái hóa khớp

TIMP

Tissue Inhibitor Metalloproteinase

TNF

Tumor Necrosis Factor (yếu tố hoại tử khối u)

VAS

Visual Analog Scale (thang hiển thị loại suy đo mức độ
đau)

WOMAC

The Western Ontario and McMaster Universities
Osteoarthritis Index (thang điểm đo mức độ cải thiện
chức năng vận động của khớp)


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng

Tên bảng

Trang

1.1.

Các dấu ấn trên bề mặt của TBG mô mỡ

12

3.1.

Đặc điểm về tuổi, giới của các đối tượng nghiên cứu

60

3.2.

So sánh chỉ số khối cơ thể của các đối tượng nghiên cứu

61

3.3.

Thời gian phát hiện bệnh và giai đoạn bệnh

61

3.4.

So sánh thang điểm VAS và thang điểm WOMAC

62

3.5.

So sánh mức độ đau theo thang điểm VAS giữa hai nhóm

63

3.6.

So sánh mức độ rối loạn chức năng vận động theo thang

63

điểm WOMAC giữa hai nhóm
3.7.

So sánh các chỉ số hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu và tốc độ

64

máu lắng giữa hai nhóm
3.8.

So sánh các chỉ số sinh hóa giữa hai nhóm

64

3.9.

Giai đoạn tổn thương khớp trên hình ảnh Xquang của hai

64

nhóm
3.10.

Các chỉ tiêu đánh giá sụn khớp trên MRI của hai nhóm

65

3.11.

Kết quả phân lập SVF từ mô mỡ (n = 42)

66

3.12.

Tỷ lệ tế bào sống của SVF sau phân lập và bảo quản (n = 42)

67

3.13.

Mức độ biểu hiện dấu ấn bề mặt CD90, CD105, CD13,

70

CD34, CD45, HLA-DR trên tế bào nuôi cấy sau cấy chuyển
lần 3 (P3) (n=6)
3.14.

Khả năng bám dính của TBG mô mỡ hoạt hóa và không hoạt

72


hóa bằng HTGTC và ánh sáng đơn sắc (n = 42)
3.15.

Khả năng tạo CFU-F của TBG mô mỡ hoạt hóa và không

73

hoạt hóa bằng HTGTC và ánh sáng đơn sắc (n = 6)
3.16.

Số lượng tế bào trung bình mỗi lần tiêm

74

3.17.

Điểm đau theo thang điểm VAS tại các thời điểm theo dõi

74

3.18.

Biến đổi mức độ đau theo thang điểm VAS theo thời gian

75

theo dõi của nhóm nghiên cứu (n = 84)
3.19.

Đặc điểm rối loạn chức năng vận động theo thang điểm

76

WOMAC theo thời gian theo dõi
3.20.

Biến đổi mức độ rối loạn chức năng vận động theo thang

77

điểm WOMAC theo thời gian theo dõi của nhóm nghiên cứu
3.21.

Số lượng bạch cầu theo thời gian theo dõi

78

3.22.

Tốc độ máu lắng theo thời gian theo dõi

78

3.23.

Đặc điểm tràn dịch khớp trên siêu âm theo thời gian theo dõi

78

3.24.

Giai đoạn tổn thương khớp trên Xquang theo thời gian theo

79

dõi
3.25.

Thay đổi độ dầy sụn trung tâm tại lồi cầu trong xương đùi

79

trên MRI theo thời gian theo dõi
3.26.

Thay đổi độ dầy sụn trung tâm tại lồi cầu ngoài xương đùi

80

trên MRI theo thời gian theo dõi
3.27.

Thay đổi độ dầy sụn trung tâm tại mâm chày trong trên MRI

81

theo thời gian theo dõi
3.28.

Thay đổi độ dầy sụn trung tâm tại mâm chày ngoài trên MRI
theo thời gian theo dõi

81


3.29.

Thay đổi chỉ số Circularity tại lồi cầu trong xương đùi trên

81

MRI theo thời gian theo dõi
3.30.

Thay đổi chỉ số Circularity của sụn tại lồi cầu ngoài xương

82

đùi trên MRI theo thời gian theo dõi
3.31.

Thay đổi chỉ số Circularity của sụn tại mâm chày trong trên

83

MRI theo thời gian theo dõi
3.32.

Thay đổi chỉ số Circularity của sụn tại mâm chày ngoài trên

83

MRI theo thời gian theo dõi
3.33.

Mức độ tổn thương đại thể sụn khớp trước và sau điều trị

85

3.34.

Mức độ tổn thương vi thể sụn khớp trước và sau điều trị

85

3.35.

Sự phục hồi tổn thương sụn khớp BN BV103-37

86

3.36.

Biến đổi chỉ hồng cầu và tiểu cầu ở hai nhóm

88

3.37.

Biến đổi chỉ số sinh hóa ở hai nhóm

88


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ

Tên biểu đồ

Trang

3.1.

Tỷ lệ các nhóm nghề nghiệp ở các đối tượng nghiên cứu

62

3.2.

Tỷ lệ tế bào sống của SVF trước và sau khi bảo quản

67

3.3.

Biến đổi điểm đau theo thang điểm VAS theo thời gian

75

theo dõi
3.4.

Biến đổi mức độ đau theo thang điểm VAS của nhóm

76

nghiên cứu
3.5.

Biến đổi chỉ số Circularity ở nhóm nghiên cứu

84


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình

Tên hình

Trang

1.1.

Khả năng biệt hóa của TBG mô mỡ

14

1.2.

Cơ chế bệnh sinh trong bệnh THK gối (Howell 1988)

19

1.3.

Sinh bệnh học phân tử của thoái hóa khớp

20

1.4.

Tín hiệu FGF-2 trong tế bào sụn khớp

24

1.5.

PKCδ là nút tín hiệu của nhiều con đường gây THK

25

2.1.

Sơ đồ nghiên cứu

40

2.2.

Thước đánh giá thang điểm đau VAS: mặt bệnh nhân quan

43

sát
2.3.

Thước đánh giá thang điểm đau VAS: mặt số thầy thuốc

43

đánh giá
2.4.

Tiêm dung dịch Tumescent

47

2.5.

Kim hút mỡ và mô hình chọc hút mỡ

47

2.6.

Rạch da và đưa kim hút mỡ thành bụng

47

2.7.

Hút mỡ và bơm vào túi tách tế bào

48

2.8.

Xử lý sạch mẫu mô mỡ bằng Nacl 0,9%

48

2.9.

Xử lý mô mỡ với Cell Extraction Medium

49

2.10.

Thu thập hỗn dịch chứa SVF

49

2.11.

Ly tâm tách SVF

49

2.12.

Ly tâm, chuyển lớp huyết tương và buffy coat

50

2.13.

Hoạt hóa HTGTC bằng Calcium Activator Solution

50


2.14.

Hoạt hóa TBG mô mỡ và HTGTC tự thân bằng máy chiếu

51

AdiLight 2
2.15.

Máy Cytomics FC500 (Beckman Coulter – Hoa Kỳ)

51

2.16.

Phân tích tổn thương sụn khớp trên MRI bằng phần mềm

55

Image-J
2.17.

Kỹ thuật tiêm TBG mô mỡ và HTGTC vào khớp gối

58

3.1.

Các sản phẩm của quá trình phân lập TBG mô mỡ

68

3.2.

Nuôi cấy tăng sinh TBG từ mô mỡ

69

3.3.

Hình ảnh TBG mô mỡ nhuộm Giemsa

70

3.4.

Kết quả phân tích biểu hiện một số dấu ấn bề mặt của TBG

71

mô mỡ sau khi cấy chuyển lần 3 (P3)
3.5.

Khả năng tạo CFU-F của TBG mô mỡ

72

3.6.

Khả năng tạo CFU-F của 6 mẫu TBG mô mỡ hoạt hóa và

73

không hoạt hóa bằng HTGTC và ánh sáng đơn sắc
3.7.

Mô bệnh học sụn khớp BN BV103-37

86

3.8.

Mô bệnh học màng hoạt dịch BN BV103-37

87


ĐẶT VẤN ĐỀ
Thoái hóa khớp là một bệnh hay gặp trong các bệnh về xương khớp và
được xem là nguyên nhân hàng đầu gây đau đớn và tàn phế ở người lớn tuổi
tại Việt Nam và nhiều quốc gia trên thế giới. Năm 2010, ở Mỹ có trên 27 triệu
người mắc bệnh thoái hóa khớp trong khi ở Anh là trên 8 triệu người [52].
Bệnh lý này có đặc điểm là tăng dần tình trạng thoái hóa của sụn khớp và
phần xương dưới sụn. Trong các khớp của cơ thể, khớp gối là vị trí thoái hóa
thường gặp nhất [24]. Tình trạng đau đớn và mất chức năng liên quan tới
thoái hóa khớp gối ảnh hưởng xấu tới chất lượng cuộc sống, hạn chế khả năng
lao động và những hoạt động sinh hoạt thường ngày của bệnh nhân.
Trái ngược với sự tiến triển tăng dần của bệnh lý thoái hóa khớp gối,
cho đến nay vẫn còn rất ít biện pháp điều trị hữu hiệu có tác dụng ngăn chặn
căn bệnh này. Phần lớn các biện pháp như dùng thuốc giảm đau, chống viêm
và bổ xung dịch khớp chỉ có tác dụng điều trị triệu trứng cho người bệnh mà
không giải quyết được quá trình tiến triển của bệnh thoái hóa khớp. Can thiệp
ngoại khoa như nội soi cắt bỏ gai mâm chày, phục hồi các dây chằng, cấy sụn,
thay khớp… có thể đưa tới các biến chứng sau phẫu thuật như tắc mạch,
nhiễm khuẩn hay xa hơn là lỏng khớp. Chính vì vậy việc nghiên cứu tìm ra
một phương pháp mới, thực sự tác động tới quá trình phục hồi sụn là một việc
làm cấp thiết nhằm đem lại kết quả cao trong điều trị bệnh.
Những nghiên cứu gần đây đã cho thấy công nghệ tạo các mô với việc
sử dụng tế bào gốc phôi hoặc tế bào gốc trưởng thành có tiềm năng điều trị to
lớn, đặc biệt các tế bào gốc trưởng thành tự thân phù hợp về miễn dịch không
gây những vấn đề đạo đức như sử dụng tế bào gốc phôi và đã được chứng
minh là an toàn [32]. Hiện nay tế bào gốc trưởng thành có thể được lấy từ
nhiều nguồn khác nhau, trong đó mô mỡ được coi là một nguồn rất tiềm năng
và dễ thực hiện để phân lập tế bào gốc dùng trong điều trị. Các nghiên cứu


đầu tiên được triển khai tại Hàn Quốc và Úc tiêm trực tiếp tế bào gốc tự thân
từ mô mỡ vào khớp để điều trị thoái hóa khớp gối và khớp háng cho thấy biện
pháp điều trị này an toàn và bước đầu có hiệu quả tốt cho người bệnh [88],
[120]. Huyết tương giàu tiểu cầu cũng đã được sử dụng tương đối rộng rãi
trong điều trị thoái hóa khớp nhờ tác dụng của các yếu tố tăng trưởng có
nguồn gốc từ tiểu cầu. Bên cạnh đó hoạt hóa quang bằng ánh sáng đơn sắc
năng lượng thấp cũng có tác dụng kích thích các quá trình tăng sinh và biệt
hóa của tế bào gốc.
Ở Việt Nam, ứng dụng tế bào gốc mô mỡ tự thân điều trị thoái hóa
khớp gối tuy đã bắt đầu được quan tâm nghiên cứu nhưng mới chỉ dừng ở giai
đoạn thử nghiệm ban đầu, chưa có các nghiên cứu hệ thống về số lượng và
chất lượng của tế bào gốc mô mỡ ở bệnh nhân thoái hóa khớp gối sau phân
lập, bảo quản, hoạt hóa bằng huyết tương giàu tiểu cầu tự thân và ánh sáng
đơn sắc (nuôi cấy phân lập chọn lọc và tăng sinh tế bào gốc mô mỡ, phân tích
dấu ấn bề mặt tế bào, khả năng bám dính của tế bào gốc mô mỡ được hoạt
hóa và không hoạt hóa, khả năng tạo CFU-F trên in vitro…) cũng như đánh
giá hiệu quả điều trị và tính an toàn của phương pháp. Do đó, chúng tôi tiến
hành đề tài: “Nghiên cứu phân lập, bảo quản, hoạt hóa và đánh giá hiệu
quả điều trị của tế bào gốc mô mỡ tự thân đối với bệnh nhân thoái hoá
khớp gối” nhằm hai mục tiêu:
1. Xác định một số đặc điểm của tế bào gốc mô mỡ ở bệnh nhân thoái
hóa khớp gối sau phân lập, bảo quản và hoạt hóa bằng huyết tương giàu tiểu
cầu tự thân và ánh sáng đơn sắc.
2. Đánh giá hiệu quả điều trị bệnh nhân thoái hoá khớp gối bằng tế
bào gốc mô mỡ tự thân.


Chƣơng 1

TỔNG QUAN
1.1. NHỮNG HIỂU BIẾT CƠ BẢN VỀ TẾ BÀO GỐC
1.1.1. Khái niệm chung và phân loại
Tế bào gốc (stem cell) là một loại tế bào đặc biệt, duy nhất có khả năng
tự tái tạo, sinh ra những tế bào giống hệt chúng và biệt hoá thành những loại
tế bào chuyên biệt trong những điều kiện nhất định.
Tế bào gốc (TBG) thể hiện khả năng tự thay mới (self renewal) và biệt
hóa (differentiation) bằng cách phát triển tạo ra hai loại tế bào con khác nhau.
Loại tế bào con thứ nhất sẽ sinh sản bằng cách phân bào nhiều lần để tạo ra
các tế bào tiền thân (progenitors) và tiếp tục biệt hóa để trở thành các tế bào
trưởng thành. Loại tế bào con thứ hai vẫn ở trạng thái không hoạt động ban
đầu, chúng giữ nguyên kiểu hình TBG và tất cả những khả năng của tế bào
mẹ ban đầu cho tới khi có những tín hiệu hoặc hiện tượng kích hoạt mới xảy
ra để đáp ứng tăng sinh biệt hóa. Hiện tượng này có vai trò rất quan trọng vì
nếu tất cả tế bào con đều trở thành tế bào tiền thân thì nguồn TBG sẽ dần dần
bị cạn kiệt sau mỗi lần hoạt hóa và nhanh chóng làm suy giảm số lượng TBG
cần thiết để hỗ trợ quá trình đổi mới, hồi phục và sửa chữa mô trong suốt cuộc
đời [6], [9].
Tế bào gốc có thể có nguồn gốc từ phôi, bào thai hoặc từ những cá thể
trưởng thành có các đặc tính chung nhưng khác nhau về khả năng tăng sinh và
biệt hóa.
Tế bào gốc phôi (embryonic stem cell)
Năm 1998, James Thomson lần đầu tiên phân lập được một loại TBG
phôi tại khối tế bào bên trong của phôi nang (blastocyt) có được nhờ thụ tinh
nhân tạo vì mục đích nghiên cứu. Cùng thời gian đó, Jonhn Gearhart cũng


tách được một loại TBG khác gọi là tế bào mầm phôi (embryonic germ cell)
từ phôi 6 tuần tuổi. Hai loại tế bào này đều có những đặc tính cơ bản chung
của TBG nhưng lại khác nhau về tiềm năng tăng sinh tự tái tạo mà không biệt
hóa khi nuôi cấy trong ống nghiệm. TBG phôi người có khả năng biệt hóa tạo
ra tẩt cả các tế bào có nguồn gốc phát triển từ ba lá phôi như tế bào thần kinh,
tế bào cơ tim, tế bào tạo xương, tế bào gan, tế bào tiền thân tạo máu...[6],
[13], [15].
Tế bào gốc thai (fetal stem cell)
Các TBG thai được thu nhận từ các mô của thai bỏ hay các phần phụ
của thai nhi sau khi sinh như: máu dây rốn, màng bao dây rốn, nước ối, mô
nhau thai, máu nhau thai… Dòng TBG trung mô từ thai có thể phân chia 2040 lần, có thể biệt hóa thành dòng trung mô xương và sụn, các tế bào tạo máu
và tế bào thần kinh [9], [13].
Tế bào gốc trưởng thành (adult stem cell)
Là những TBG có trong các mô của cơ thể sau khi sinh. Giống như
những tế bào gốc khác, TBG trưởng thành có khả năng tạo clon, tự thay mới
và biệt hóa thành những dòng tế bào khác nhau. TBG trưởng thành có ở nhiều
mô, có khả năng duy trì, sinh sản và thay thế những tế bào chuyên biệt do quá
trình thay thế mô sinh lý hoặc phá hủy mô do bệnh lý [6], [13]. TBG trưởng
thành có thể sinh ra những loại tế bào chuyên biệt của mô mà mô đó chính là
nguồn gốc nguyên ủy của nó. Gần đây nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng
những TBG của một cơ quan tổ chức có thể tạo ra những tế bào biệt hóa vượt
quá ranh giới mô riêng của chúng, hiện tượng này được gọi là tính “mềm dẻo”
(plasticity). Khả năng này cho phép chúng có thể biệt hóa vượt qua những giới
hạn dòng tế bào, giới hạn mô và giới hạn của những lớp mầm. TBG chuyên
biệt của một mô có thể biệt hóa thành tế bào của một mô khác gọi là “chuyển
biệt hóa” (transdifferentiation) và ngược lại những tế bào đã được biệt hóa có
thể đảo ngược tình trạng đã biệt hóa, thay đổi căn bản kiểu hình để thực hiện


một chức năng khác, được gọi là biệt hóa ngược (dedifferentiation) [2], [13].
Những phát hiện này có thể đem lại tiềm năng lớn trong việc điều trị các mô
bị bệnh hoặc tổn thương bằng sử dụng TBG tự thân từ một mô lành của cơ thể
và làm thay đổi những phương pháp điều trị ghép tổ chức và tái tạo tổ chức.
TBG trưởng thành có mặt trong nhiều tổ chức của cơ thể, tuy nhiên với
một số lượng rất ít. Ngược lại những TBG của thai phân bố không giống như
vậy, chúng chỉ có ở một số vị trí, trong một số tổ chức nhất định của thai [2].
TBG thai có thể phát triển trong môi trường nuôi cấy sau khi chúng được tách
ra từ phôi hoặc thai. Tùy theo điều kiện của môi trường nuôi cấy mà những
TBG thai có thể tạo nên những cụm tế bào có thể biệt hoá tự nhiên tạo ra
nhiều loại tế bào. Nếu như những TBG thai trong nuôi cấy chưa biệt hoá được
tiêm vào cơ thể chuột đã bị làm tổn thương hệ thống miễn dịch sẽ tạo nên
khối u lành tính chứa hỗn hợp những tế bào đã biệt hoá một phần ở những con
chuột này [2], [85]. Hiện tượng đó không thấy đối với TBG của cá thể trưởng
thành. Những TBG ở cá thể trưởng thành có trong các tổ chức bình thường
như não, tuỷ xương, ruột... thường chỉ có thể sản xuất ra những tế bào đặc
hiệu cho loại tổ chức cội nguồn của chúng. Những TBG của một cá thể
trưởng thành khi tách khỏi vi môi trường bình thường của cơ thể, đưa vào môi
trường nuôi cấy thì khả năng biệt hoá bị hạn chế hơn rất nhiều so với những
TBG của thai. Chưa thấy một loại TBG nào của cá thể trưởng thành lại có khả
năng biệt hoá thành những tế bào có nguồn gốc từ cả ba lá mầm phôi. Điều đó
chứng tỏ TBG của cá thể trưởng thành không có cùng mức độ đa tiềm năng so
với những TBG phôi và thai.
Những TBG có nguồn gốc khác nhau cũng không giống nhau về khả
năng phát triển trong môi trường nuôi cấy. TBG thai người có thể tạo ra trong
phòng thí nghiệm với một số lượng rất phong phú và có thể tăng sinh nhưng
vẫn giữ nguyên trạng thái chưa biệt hoá qua nhiều thế hệ. Trên thực tế nghiên
cứu và ứng dụng lâm sàng, khả năng tạo ra một số lượng lớn tế bào từ một


TBG thai sẽ hết sức có ý nghĩa. Những thông tin về định hướng biệt hoá TBG
bào thai thành những tế bào chuyên biệt có những chức năng đặc hiệu chủ yếu
dựa trên những nghiên cứu ở những dòng tế bào thai chuột hoặc người nuôi cấy
in vitro. Ngược lại những hiểu biết về biệt hoá của TBG ở các cá thể trưởng
thành có được là nhờ quan sát trên những mô hình cấy ghép hỗn hợp các tế bào
gốc trên động vật thực nghiệm. Tuy nhiên, đối với những TBG trưởng thành rất
khó có thể tìm ra được những điều kiện thích hợp trong phòng thí nghiệm để
cho những TBG này có thể tăng sinh mà không biệt hoá.
Chức năng chính của TBG trong các mô trưởng thành là sửa chữa và tái
tạo các mô nơi chúng cư trú. Các TBG trưởng thành có khả năng tự tái tạo ra
chính nó và biệt hóa thành ít nhất một loại tế bào trưởng thành. Trong điều
kiện bình thường, các TBG phân chia để tạo thành các tế bào tiền thân, các tế
bào tiền thân này tùy theo từng mô mà trải qua một số lần phân chia tế bào và
quá trình biệt hóa để tạo nên một mạng lưới các tế bào trưởng thành [13].
1.1.2. Cách gọi tên tế bào gốc
1.1.2.1. Theo tiềm năng biệt hóa
- Tế bào gốc toàn năng (totipotent): là loại TBG xuất hiện đầu tiên của
cơ thể người khi trứng được thụ tinh với tinh trùng, ở giai đoạn phôi dâu
(blastomeres). Các tế bào này có tiềm năng cao nhất để biệt hóa thành tất cả
các tế bào, qua đó hình thành được một bào thai hoàn chỉnh [13].
- Tế bào gốc vạn tiềm năng (pluripotent): là các tế bào được phân lập từ
khối tế bào bên trong (inner cell mass - ICM) ở giai đoạn phôi nang
(blastocyst). Trừ tế bào màng nuôi, tế bào gốc vạn tiềm năng có khả năng biệt
hóa thành những tế bào thuộc cả ba lá phôi (trung bì, nội bì và ngoại bì) nguồn gốc của tất cả các tế bào có chức năng chuyên biệt của cơ thể sau này.
Các TBG vạn tiềm năng không biệt hóa tạo ra tế bào màng nuôi nên từ các
TBG này không có khả năng hình thành một bào thai hoàn chỉnh.


- Tế bào gốc đa tiềm năng (multipotent): là các tế bào có khả năng biệt
hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau, được phân lập từ mô đã biệt hóa nguồn
gốc thai hoặc cơ thể trưởng thành. Các tế bào được tạo thành nằm trong một
hệ tế bào có liên quan mật thiết, ví dụ chỉ tạo nên các tế bào máu (bao gồm
hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu), hoặc chỉ tạo nên các tế bào của hệ thống thần
kinh. Thường thì các TBG trưởng thành như TBG tạo máu, TBG thần kinh
chỉ có tính đa tiềm năng; nhưng trong những điều kiện nhất định, chúng vẫn
có thể chuyển biệt hóa và trở nên có tính vạn tiềm năng.
- Tế bào gốc vài tiềm năng (oligopotent), bốn tiềm năng (quadripotent),
ba tiềm năng (tripotent), hai tiềm năng (bipotent), đơn tiềm năng (unipotent)
là các TBG định cư hoặc các tế bào tiền thân tồn tại trong các mô thai hoặc cơ
thể trưởng thành. Các tế bào này có tiềm năng biệt hóa hạn chế, chỉ tạo ra một
hoặc vài dòng tế bào nhất định. Ví dụ: tế bào tiền thân dòng tủy, tế bào tiền
thân trung mô, tế bào tiền thân thần kinh đệm…
1.1.2.2. Theo vị trí phân lập tế bào
- Tế bào gốc phôi (embryonic stem cell - ESC): là TBG được phân lập
ở ngày thứ 6 của giai đoạn phôi nang (blastocyt), tại khối tế bào bên trong
(ICM). Đây là loại TBG vạn tiềm năng có khả năng biệt hóa tạo ra tẩt cả các
tế bào có nguồn gốc phát triển từ ba lá phôi [13].
- Tế bào mầm phôi (embryonic germ cell - EGC): là các TBG được thu
nhận từ mào sinh dục (genital ridge) của phôi tuần thứ 6, là TBG vạn tiềm
năng và được coi là nguồn gốc biệt hóa thành các tế bào sinh dục. Khả năng
tăng sinh của tế bào mầm phôi ít hơn so với tế bào gốc phôi, trong 2 năm nó
phân chia khoảng 40-80 lần so với 300-450 lần của TBG phôi [6].
- Tế bào gốc trưởng thành (adult stem cell): là TBG được phân lập từ
các mô trưởng thành trong cơ thể: tủy xương, máu, giác mạc, gan, da, dạ dày,
mô mỡ, tụy… TBG trưởng thành bao gồm tế bào gốc dòng sinh dưỡng


(somatic line) và dòng sinh dục (germ line). Các TBG này có khả năng tạo
clon, tự đổi mới và biệt hóa thành những dòng tế bào khác nhau.
1.1.2.3. Theo kiểu tế bào biệt hóa
Tế bào gốc cũng được gọi theo kiểu biệt hóa của chúng như: TBG cơ
tim sẽ biệt hóa thành tế bào cơ tim, TBG xương biệt hóa thành tế bào xương,
TBG tạo máu sẽ biệt hóa thành các tế bào máu… Một số tác giả cho rằng
những TBG chỉ tạo ra một hay vài tế bào (như cách gọi trên) là những tế bào
tiền thân (progenitor cell), hay cơ chất (precursor cell) vì chúng chỉ biệt hóa
mà không có khả năng tự làm mới. Các ý kiến khác lại cho rằng, tế bào tiền
thân là tế bào ít tiềm năng (nhiều tiềm năng, vài tiềm năng…) nhưng vẫn
được gọi là TBG [13].
1.2. TẾ BÀO GỐC MÔ MỠ
1.2.1. Cấu trúc, chức năng và thành phần của mô mỡ
Mô mỡ là mô liên kết mềm, chứa collagen gắn kết các tế bào với nhau
thành mạng lưới với cấu trúc được chia thành thùy bởi những mạch máu nhỏ.
Chức năng chính của mô mỡ là dự trữ chất béo dưới hình thức triglycerid và
làm nhiệm vụ đệm lót bảo vệ cơ thể. Ngoài ra mô mỡ còn thực hiện chức
năng như một cơ quan nội tiết thông qua việc sản xuất ra một số hormon như
Adiponectin, Resistin, Angiotensin, Plasminogen activator inhibitor-1 (PAI1), TNFα, IL-6, Leptin, Estradiol (E2) [13].
Mô mỡ chủ yếu nằm dưới da và bao quanh các nội tạng. Trong hệ da,
mô mỡ định cư ở mức độ sâu nhất của da, tạo thành một lớp mỡ dưới da có
tác dụng cách nhiệt. Còn đối với các cơ quan nội tạng, mô mỡ bao quanh như
vật đệm có vai trò bảo vệ. Ở động vật có hai loại mô mỡ: mô mỡ nâu (brown
adipose tissues - BAT) và mô mỡ trắng (white adipose tissues - WAT). Tùy
theo loài mà có số lượng và sự phân bố khác nhau. Mô mỡ nâu gặp chủ yếu ở
trẻ sơ sinh hoặc động vật có vú ngủ đông. Về hình thái nó có màu đậm do mật
độ ty thể cao trong bào tương, vai trò chính là sinh nhiệt cho cơ thể. Mô mỡ


trắng gặp ở động vật có vú. Ở người, mô mỡ trắng chiếm khoảng 20% trọng
lượng cơ thể (ở nam) và 25% (ở nữ) [13]. Tế bào mỡ trưởng thành của mô mỡ
trắng là giọt lipít lớn và rất ít nguyên sinh chất, nhân nằm ở rìa tế bào, chứa
một không bào lớn, ít ty thể. Tùy thuộc vào vị trí cư trú mà mô mỡ trắng có
chức năng chuyên biệt. Mô mỡ trắng ở các cơ quan bụng và ngực (không bao
gồm tim), gọi là mỡ nội tạng, có chức năng tiết cytokin viêm và do đó liên
quan đến các quá trình viêm tại chỗ và toàn thân. Mô mỡ trắng ở cơ xương
tiết ra acid béo tự do, interleukin-6 (IL-6) và yếu tố hoại tử u-α (tumor
necrosis factor α - TNFα), đóng vai trò quan trọng trong sự đề kháng insulin.
Mô mỡ trắng ở mô tim tiết nhiều cytokin trong các phản ứng viêm tại chỗ và
hóa hướng viêm, ảnh hưởng tới sự phát triển xơ vữa động mạch và tăng huyết
áp tâm thu của cơ thể. Mô mỡ trắng ở thận đóng vai trò trong việc tái hấp thu
natri và do đó có thể ảnh hưởng đến thể tích máu nội mạch và gây bệnh cao
huyết áp.
Mô mỡ trắng có nhiều chức năng bao gồm cách nhiệt, đệm cơ học, dự
trữ năng lượng carbon dư thừa dưới dạng triacylglycerol và là trung gian cân
bằng glucose nội môi. Mô mỡ trắng cũng đóng vai trò quan trọng như một cơ
quan nội tiết/miễn dịch bằng cách tiết adipokin như các cytokin viêm, yếu tố
bổ trợ, chemokin và protein giai đoạn cấp tính. Chức năng nội tiết của mô mỡ
trắng điều khiển sự thèm ăn, chuyển hóa năng lượng, chuyển hóa glucose và
lipid, quá trình viêm, hình thành mạch và các chức năng sinh sản.
Thành phần tế bào của mô mỡ bao gồm các tế bào mỡ trưởng thành, tế
bào tiền tạo mỡ, nguyên bào sợi, tế bào cơ trơn mạch máu, tế bào nội mô
mạch máu, tế bào quanh mạch, các đại thực bào và tế bào lympho. Trong số
các tế bào của mô mỡ, phân đoạn tế bào nền mạch máu (stromal vascular
fraction - SVF) được quan tâm nhiều trong nghiên cứu TBG, vì đây là nguồn
cung cấp các TBG đa tiềm năng [13], [56], [57], [80], [107], [117].
1.2.2. Khái niệm chung về tế bào gốc mô mỡ


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×