光生物调节诱导间充质干细胞的成骨分化

作者：宋悦; 舒晴; 贾绍辉; 田峻^*

来源：中国组织工程研究, 2024, 28(19): 3069-3075.

• 光生物调节
• 低水平激光
• 低功率激光
• 发光二极管
• 间充质干细胞
• 成骨分化
• 细胞实验
• 动物实验
• 物理因子治疗
• 生物材料

背景：间充质干细胞是从多种组织中分离出来的多能基质细胞，能够在特定的条件下分化为成骨细胞，光生物调节作为一种外部刺激能够单独或与其他诱导物联合使用加速间充质干细胞成骨分化的进程，从而为解决系列骨疾病提供新的思路。目的：综述光生物调节诱导间充质干细胞成骨分化的相关研究及机制，旨在为选用间充质干细胞作为种子细胞的骨组织工程奠定理论基础，并提出一些发展方向的建议。方法：检索中国知网、PubMed及Wed of Science数据库近年来发表的相关文献，中文检索词为“光生物调节，低功率激光，低水平激光，发光二极管，间充质干细胞，成骨分化，生物材料”；英文检索词为“Photobiomodulation,low level laser (light),light-emitting diode(LED),mesenchymal stem cell,osteogenic differentiation,Biomaterials”，最终纳入88篇文献进行分析。结果与结论：(1)以低水平激光和发光二极管为代表的光生物调节对于促进间充质干细胞的增殖与分化有着积极的影响。(2)光生物调节诱导间充质干细胞成骨分化的可行性已在细胞实验、动物实验中得到验证，一方面，光生物调节能够通过激活相关信号通路、上调成骨标志物的表达促进干细胞在体外扩增与分化；另一方面，光生物调节可以提高系统移植的干细胞体内存活率及归巢效应，缩短骨缺损愈合时间。但是光生物调节存在双相剂量效应，各项研究中激光参数、实验环境及细胞类型等要素参差不齐，使得研究结果缺乏一致性，难以推广。(3)光生物调节可以与生物材料、其他物理因子及药物联合使用加速干细胞成骨分化的进程。(4)总之，光生物调节因其无创、高效且无明显副反应等优势在医疗领域的应用逐渐广泛；近年来，其在骨组织工程中的作用也逐渐凸显，为骨缺损等疾病的治疗提供了新策略，后续研究应进一步探索光生物调节的标准化治疗参数。

• 单位
  武汉大学中南医院; 武汉体育学院