BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ Y TẾ
ĐẠI HỌC Y DƢỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
NGUYỄN MINH PHƢƠNG
PHÂN LẬP, NI CẤY TẾ BÀO GỐC TRUNG
MÔ TỪ MÔ MỠ
Chuyên ngành: XÉT NGHIỆM
Mã số: 60 72 03 33
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ
Hƣớng dẫn khoa học:
PGS. TS. BS. TRẦN CÔNG TOẠI
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2016
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu khoa học của riêng
tôi. Các số liệu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chƣa từng cơng bố
trong bất cứ cơng trình nào khác.
Tác giả :
Nguyễn Minh Phương
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Mục lục
Các chữ viết tắt
Danh mục bảng và đồ thị
Danh mục hình
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ............................................................................ 4
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................. 5
1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƢỚC VÀ NGỒI NƢỚC ......... 5
1.1.1. Ngoài nƣớc ............................................................................................ 5
1.1.2. Trong nƣớc ............................................................................................ 8
1.2. MÔ MỠ ....................................................................................................... 8
1.2.1. Cấu tạo ................................................................................................... 8
1.2.2. Chức năng ............................................................................................ 10
1.2.3. Phân loại .............................................................................................. 11
1.3. TẾ BÀO GỐC TRUNG MÔ ..................................................................... 11
1.3.1. Định nghĩa về tế bào gốc ..................................................................... 11
1.3.2. Phân loại tế bào gốc ............................................................................. 13
1.3.3. Tế bào gốc trung mơ ............................................................................ 14
1.4. TẾ BÀO GỐC TRUNG MƠ TỪ MÔ MỠ ............................................... 19
1.4.1. Giới thiệu chung .................................................................................. 19
1.4.2. Marker bề mặt của tế bào gốc trung mô .............................................. 20
1.4.3. Tiềm năng biệt hóa .............................................................................. 23
1.5. KỸ THUẬT NI CẤY TẾ BÀO........................................................... 24
1.5.1. Nuôi cấy sơ cấp ................................................................................... 24
1.5.2. Nuôi cấy thứ cấp .................................................................................. 25
1.6. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP ĐỊNH LƢỢNG TẾ BÀO ............................. 26
1.6.1. Đếm tế bào bằng buồng đếm hồng cầu ............................................... 26
1.6.2. Kỹ thuật đếm dòng chảy tế bào (flow cytometry) ............................... 27
Chƣơng 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................. 28
2.1.THIẾT KẾ THÍ NGHỆM........................................................................... 28
2.2. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU .................................................................. 28
2.3. TIÊU CHUẨN CHỌN MẪU .................................................................... 28
2.4. TIÊU CHUẨN LOẠI TRỪ ....................................................................... 28
2.5. VẬT LIỆU................................................................................................. 28
2.5.1. Dụng cụ - thiết bị ................................................................................. 28
2.5.2. Hóa chất thí nghiệm............................................................................. 32
2.6. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................. 38
2.6.1. Phƣơng pháp thu nhận mỡ ................................................................... 39
2.6.2. Phƣơng pháp phân lập và nuôi cấy tế bào gốc từ mô mỡ ................... 39
2.6.3. Phƣơng pháp xác định tế bào gốc trung mô ........................................ 42
2.6.3.1. Dựa vào khả năng bám dính .......................................................... 42
2.6.3.2. Dựa vào marker bề mặt ................................................................. 43
2.6.3.3. Dựa vào khả năng biệt hóa in vitro ................................................ 46
Chƣơng 3. KẾT QUẢ..................................................................................... 51
3.1. KẾT QUẢ PHÂN LẬP VÀ NUÔI CẤY ................................................. 51
3.1.1. Kết quả phân lập và nuôi cấy .............................................................. 51
3.1.2. Kết quả đánh giá sự tăng sinh của tế bào ........................................... 52
3.2. KẾT QUẢ ĐỊNH DANH TẾ BÀO GỐC TRUNG MƠ TỪ MƠ MỠ ..... 54
3.2.1. Đặc điểm bám dính của tế bào ............................................................ 55
3.2.2. Kết quả sự biểu hiện marker bề mặt .................................................... 57
3.2.3. Kết quả biệt hóa in vitro ...................................................................... 62
3.2.3.1. Kết quả biệt hóa thành tế bào mỡ .................................................. 62
3.2.3.2. Kết quả biệt hóa thành tế bào xƣơng ............................................. 65
3.2.3.3. Kết quả biệt hóa thành tế bào sụn .................................................. 67
Chƣơng 4. BÀN LUẬN .................................................................................. 68
4.1. KẾT QUẢ PHÂN LẬP VÀ NUÔI CẤY ................................................. 68
4.2. ĐỊNH DANH TẾ BÀO GỐC TRUNG MÔ TỪ MÔ MỠ ....................... 68
4.2.1. Khả năng bám dính của tế bào ............................................................ 68
4.2.2. Kết quả sự biểu hiện marker bề mặt .................................................... 70
4.2.3. Kết quả biệt hóa in vitro ...................................................................... 71
4.2.3.1. Kết quả biệt hóa thành tế bào mỡ .................................................. 71
4.2.3.2. Kết quả biệt hóa thành tế bào xƣơng ............................................. 72
4.2.3.3. Kết quả biệt hóa thành tế bào sụn .................................................. 74
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 75
KIẾN NGHỊ .................................................................................................... 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT
TÀI LIỆU TIẾNG ANH
PHỤ LỤC
CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
Thuật ngữ
Tiếng việt
ADSC
Adipose Derived Stem Cells
AP
Alkaline Phosphatase
Tế bào gốc thu nhận
từ mô mỡ
Phosphatase kiềm
AR
Alizarin Red
BAT
Brown adipose tissue
Mô mỡ nâu
BM- MSC
Bone Marrow – Mesenchymal Stem
Cell
Bone Marrow Progenitor Cell
Tế bào gốc trung mô
thu nhận từ tủy xƣơng
Tế bào tiền thân tủy
xƣơng
Tế bào nền tủy xƣơng
BMPC
BMSC
Bone Marrow Stromal Cell
cAMP
Cyclic adenosine monophosphate
AMP vịng
CD
Cluster of differentiation
Cụm tế bào biệt hóa
CS
Cộng sự
CSC
Cancer Stem Cell
Tế bào gốc ung thƣ
DMEM
Môi trƣờng DMEM
ECM
Dulbecco’s Modification of Eagle’s
Medium
Extra Cellular Matrix
EDTA
Ethylene Diaminetetraacetic Acid
Ex vivo
FBS
Fetal Bovine Serum
HEPES
4-(2-hydroxyelthyl)-1-piperazineethanesulfonic acid
Chất nền ngoại bào
Thực hiện ngồi cơ
thể
Huyết thanh bào thai
bị
HLA
Human Leukocyte Antigen
HSC
Hematopoietic Stem Cell
IMDM
Iscove’s Modified Dulbecco’s
Medium
Kháng nguyên bạch
cầu ngƣời
Tế bào gốc tạo máu
Thực hiện trong phịng
In vitro
thí nghiệm
In vivo
Thực hiện trong cơ thể
sống
Tế bào gốc vạn năng
cảm ứng
Hiệp Hội Quốc Tế cho
Liệu Pháp Tế Bào
iPS
Induced Pluripotent Stem cell
KGF
The International Society for
Cellular Therapy
Keratinocyte Growth Factor
KTBH
Kích thích biệt hóa
LPL
Lipoprotein lipase
MPC
Mesenchymal Progenitor Cell
MSC
Mesenchymal Stem Cell
PBS
Phosphate Buffer Solution
PLA
Processed lipoaspirate
RNA
Ribonucleic Acid
RT – PCR
Reverse Transcription Polymerase
Chain Reaction
Scanning Electron Microscopy
ISCT
Enzyme thủy phân
chất béo
Tế bào tiền thân trung
mô
Tế bào gốc trung mô
Dung dịch đệm
phosphate
Tế bào từ mỡ hút đƣợc
xử lý
TB
Phản ứng sao chép
ngƣợc chuỗi polymer
Kính hiển vi điện tử
quét
Trung Bình
TBG
Tế Bào Gốc
SEM
WAT
White adipose tissue
Mô mỡ trắng
DANH MỤC BẢNG VÀ ĐỒ THỊ
Bảng 2.1: Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu ............................................ 29
Bảng 2.2. Các dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm ........................................... 30
Bảng 2.3: Các kháng nguyên bề mặt cần xác định đối với MSC.................... 45
Bảng 3.1. Thống kê mật độ tế bào thu đƣợc trên các mẫu mô đã tiến hành
phân lập ............................................................................................................ 52
Bảng 3.2. Sự tăng sinh của tế bào thu nhận từ mô mỡ sau lần cấy chuyền thứ
nhất ................................................................................................................... 53
Bảng 3.3. Kết quả phân tích phần trăm tế bào mẫu số 1 biểu hiện dƣơng tính
các marker bề mặt ............................................................................................ 57
Bảng 3.4. Kết quả phân tích phần trăm tế bào mẫu số 2 biểu hiện dƣơng tính
các marker bề mặt ............................................................................................ 59
Bảng 3.5. Kết quả phân tích phần trăm tế bào mẫu số 3 biểu hiện dƣơng tính
các marker bề mặt ............................................................................................ 60
Đồ thị 3.1. Sự tăng trƣởng của tế bào thu nhận từ mô mỡ sau lần cấy chuyền
thứ nhất ............................................................................................................. 54
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cấu tạo của tế bào mỡ ....................................................................... 9
Hình 1.2. Một số vị trí tích trữ mơ mỡ phổ biến trong cơ thể ....................... 10
Hình 1.3. Tiềm năng biệt hóa của MSC thu nhận từ mơ mỡ .......................... 24
Hình 1.4. Cấu tạo buồng đếm hồng cầu và các vùng của buồng đếm ............ 26
Hình 2.1. Một số thiết bị dùng trong nghiên cứu ........................................... 31
Hình 2.2. Một số dụng cụ dùng trong nghiên cứu.......................................... 32
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm phân lập, ni cấy và định danh MSC từ
mơ mỡ............................................................................................................... 38
Hình 3.1A. Hình ảnh phân lập mẫu mơ mỡ .................................................... 51
Hình 3.1B. Hình ảnh phân lập mẫu mơ mỡ ..................................................... 51
Hình 3.2. Tế bào gốc sau 2 ngày ni cấy trong chai ni ............................ 55
Hình 3.3. Tế bào gốc sau 3 ngày nuôi cấy trong chai ni ............................. 56
Hình 3.4. Tế bào gốc sau 7 ngày ni cấy trong chai ni ............................. 56
Hình 3.5. Kết quả phân tích sự biểu hiện các marker của tế bào mẫu số 1..... 58
Hình 3.6. Kết quả phân tích sự biểu hiện các marker của tế bào mẫu số 2..... 59
Hình 3.7. Kết quả phân tích sự biểu hiện các marker của tế bào mẫu số 3..... 60
Hình 3.8. Tế bào gốc đƣợc biệt hóa và nhuộm trong đĩa ni 24 giếng . ....... 62
Hình 3.9. Tế bào gốc biệt hóa thành tế bào mỡ............................................... 63
Hình 3.10. Tế bào gốc biệt hóa thành tế bào mỡ nhuộm Oil Red ................... 64
Hình 3.11. Tế bào gốc tích tụ nhiều giọt mỡ bên trong tế bào chất ................ 65
Hình 3.12. Tế bào gốc biệt hóa thành tế bào xƣơng ....................................... 66
Hình 3.13. Tế bào gốc biệt hóa thành tế bào sụn ............................................ 67
Hình 4.1. Tế bào gốc có hình thái ngun bào sợi giống tế bào gốc trung mô
của tác giả Nguyễn Thị Thanh Giang và cộng sự ............................................ 69
Hình 4.2. Tế bào gốc có hình thái ngun bào sợi giống tế bào gốc trung mô
của Koller M.R và cộng sự .............................................................................. 69
Hình 4.3. Tế bào gốc có hình thái ngun bào sợi giống tế bào gốc trung mô
của tác giả Huỳnh Minh Hằng ........................................................................ 70
Hình 4.4. TBG trung mơ từ mơ mỡ đƣợc KTBH thành tế bào mỡ của nhóm
tác giả thuộc phịng thí nghiệm Collas (Collaslab)-Oslo, Norway .................. 72
Hình 4.5. TBG trung mô từ mô mỡ đƣợc KTBH thành tế bào xƣơng theo quy
trình của nhà sản xuất StemPro® Osteogenesis differentiation Kit ................ 73
Hình 4.6. TBG trung mơ từ mơ mỡ đƣợc KTBH thành tế bào xƣơng nhuộm
AR của tác giả Sarah EB Taylor và cộng sự .................................................... 73
Hình 4.7. TBG trung mô từ mô mỡ đƣợc KTBH thành tế bào xƣơng nhuộm
AR của tác giả Koji Harada và cộng sự ........................................................... 74
Hình 4.8. TBG trung mơ từ mơ mỡ đƣợc KTBH thành tế bào sụn theo quy
trình của nhà sản xuất StemPro® Chondrogenesis differentiation Kit ............ 74
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Tế bào gốc là một lĩnh vực công nghệ đang dần chiếm lĩnh vị trí dẫn
đầu trong lĩnh vực y sinh học cả về nghiên cứu lẫn ứng dụng trên thế giới.
Hiện tại và tƣơng lai, tế bào gốc sẽ đem lại niềm hy vọng lớn cho nhiều căn
bệnh hiểm nghèo nhƣ mất trí nhớ (Azheimer), ung thƣ máu, liệt rung
(Parkinson), dị tật tim, tiểu đƣờng, bệnh thiểu năng miễn dịch di truyền và cả
trong lĩnh vực thẩm mỹ…
Tế bào gốc nói chung và tế bào gốc trung mơ nói riêng với khả năng
tăng sinh in vitro và khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau của
cơ thể đã mở ra một tƣơng lai tƣơi sáng cho các liệu pháp tế bào. Tế bào gốc
phôi, tế bào tồn năng, có ƣu thế vƣợt trội nhƣng lại bị hạn chế nghiên cứu và
ứng dụng do những vấn đề liên quan tới đạo đức y học. Vì thế, các nhà khoa
học phải chuyển hƣớng nghiên cứu sang tế bào gốc từ cá thể trƣởng thành. Tế
bào gốc trung mô là một nguồn tế bào rất tiềm năng nhờ vào nguồn mẫu dồi
dào, khả năng biệt hóa cao và dễ thực hiện các ca điều trị ghép tự thân. Tủy
xƣơng, một nguồn cung cấp tế bào gốc trung mô dồi dào, đã đƣợc ứng dụng
rộng rãi trong y học. Tuy nhiên, việc thu nhận tủy rất khó khăn, gây đau đớn
và ảnh hƣởng đến sức khỏe của ngƣời bị lấy tủy. Ngồi ra, tế bào gốc trung
mơ cũng đã đƣợc khai thác từ những nguồn mô khác nhƣ máu cuống rốn, máu
ngoại vi… [7].
Gần đây, mô mỡ đã gây đƣợc nhiều sự chú ý nhƣ là một nguồn tế bào
gốc trung mơ dồi dào, nhiều nghiên cứu cịn khẳng định nó có triển vọng hơn
tủy xƣơng rất nhiều, vì đây là loại mơ có các đặc điểm thuận lợi khi tiến hành
thu nhận, nghiên cứu và ứng dụng:
2
Thứ nhất, việc thu nhận mô mỡ là đơn giản, ít xâm lấn nên ít gây
đau đớn cho bệnh nhân so với việc thu nhận tủy xƣơng.
Thứ hai, mô mỡ có chứa các tế bào cơ trơn thành mạch, tế bào nội
mô, nguyên bào sợi … và đặc biệt là các tế bào gốc trung mô (MSC).
Các MSC này dễ dàng phân lập, nuôi cấy và tăng sinh in vitro và có thể
cảm ứng biệt hóa thành các tế bào của các dịng tế bào khác.
Thứ ba, mơ mỡ chứa các MSC với tỉ lệ khá cao, mỗi gam mô mỡ
chứa 105 MSC.
Thứ tƣ, khả năng đặc biệt của các MSC thu từ mơ mỡ là tiềm năng
biệt hóa của các tế bào này ít chịu tác động của ngƣời hiến mô [10].
Và nữa, một lĩnh vực đầy tiềm năng ứng dụng và rất có giá trị trong
việc sử dụng tế bào gốc (TBG) là hƣớng đến điều trị trong lĩnh vực phẩu thuật
thẫm mỹ đang ngày càng phát triển mạnh mẽ. Nhu cầu làm đẹp của con
ngƣời, nhất là đối với phụ nữ là một nhu cầu tất yếu và nhu cầu này ngày càng
tăng lên trong xã hội hiện đại. Cho nên, dù những nghiên cứu ứng dụng TBG
trong lĩnh vực phẫu thuật thẩm mỹ còn mới mẻ và chƣa có nhiều cơng trình
đƣợc cơng bố nhƣng đã tỏ ra rất có triển vọng, cần đƣợc triển khai tại nƣớc ta
[6].
Một trong những xu hƣớng phát triển rất mạnh trong những năm gần
đây là ghép mô mỡ ứng dụng trong lĩnh vực phẫu thuật thẩm mỹ. Tuy nhiên,
công việc này đòi hỏi cần phải thu nhận một lƣợng tế bào mỡ (mơ mỡ) khá
lớn từ chính bệnh nhân. Đây là một cơng việc hết sức khó khăn, làm hạn chế
khả năng ứng dụng của nguồn mô này.
Để khắc phục tình trạng trên, ngƣời ta hƣớng đến việc sử dụng TBG thu
từ mô mỡ. Phân lập, nuôi cấy trong điều kiện in vitro để tăng số lƣợng tế bào
phù hợp và ghép trở lại cho chính bệnh nhân. TBG thu từ mô mỡ là nguồn tế
3
bào rất dồi dào, dễ thu nhận và ít ảnh hƣởng về mặt đạo lý khi nghiên cứu và
ứng dụng. Tế bào mỡ, tế bào tiền thân tạo mỡ và TBG thu nhận từ mơ mỡ có
ứng dụng rất lớn trong lĩnh vực phẫu thuật thẩm mỹ dùng để tái tạo mô theo
nhu cầu bệnh nhân hay những ứng dụng chữa bệnh khác.
Từ những nhu cầu thực tế trên, đề tài nghiên cứu: “Phân lập, nuôi cấy
tế bào gốc trung mô từ mô mỡ” đƣợc thực hiện tại bộ môn Mơ Phơi trƣờng
Đại Học Y dƣợc Thành phố Hồ Chí Minh để có thể sử dụng các MSC cho các
nghiên cứu tiếp theo và triển khai ứng dụng trong các liệu pháp tế bào, y học
tái tạo và công nghệ mô.
4
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
1. Thực hiện quy trình thu nhận tế bào gốc trung mô từ mô mỡ ngƣời.
2. Định danh tế bào gốc trung mô dựa trên 3 đặc điểm:
- Khả năng bám dính
- Sự biểu hiện của các marker bề mặt tế bào
- Tiềm năng biệt hóa thành tế bào xƣơng, tế bào mỡ và tế bào sụn.
5
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƢỚC VÀ NGỒI NƢỚC
1.1.1. Ngồi nƣớc:
Năm 1964, Rodbell thực hiện cơng trình nghiên cứu đầu tiên có liên
quan đến tế bào tiền thân từ mô mỡ, khi tiến hành nghiên cứu trên loài gặm
nhấm [75].
Trong năm 1977, Van và Roncari báo cáo mơ mỡ ở chuột trƣởng thành
có chứa những tế bào có khả năng tăng trƣởng và có những đặc điểm hình thái
tƣơng tự các tế bào mỡ [84].
Đến năm 2001, Patricia A. Zuk đã đăng bài báo trên tạp chí Tissue
Engineering, là nhóm nghiên cứu đầu tiên thu nhận các tế bào gốc trƣởng
thành từ dịch hút mô mỡ, đây là những tế bào gốc đa tiềm năng đƣợc phân lập
từ phân đoạn chất nền – mạch máu từ mô mỡ [94].
Từ đây, các ADSC từ mô mỡ trở thành đối tƣợng đƣợc nhiều nhà khoa
học, các nhà y học tái tạo quan tâm nghiên cứu. Hàng loạt các nghiên cứu, các
bài báo đăng tải các kết quả nghiên cứu về quy trình phân lập tế bào [28], đặc
điểm tế bào và khả năng biệt hóa của các ADSC nhƣ biệt hóa thành tế bào mỡ
[54], [85]; tế bào xƣơng [62], [66]; khả năng biệt hóa thành tế bào sụn [50],
[55], [69]; biệt hóa thành tế bào cơ và dòng tế bào thần kinh [24].
Năm 2002, Patrick CW và Cộng sự (CS) đã thực hiện nghiên cứu nuôi
các tế bào tiền thân tạo mỡ từ chuột trên giá thể PLGA, sau đó ghép lại trên
chuột thực nghiệm và theo dõi kết quả trong thời gian 1-12 tháng. Kết quả cho
thấy có thể tái tạo mơ mỡ trong điều kiện in vivo [74].
Năm 2003, Lee và cộng sự đã thu nhận các tế bào gốc từ mô mỡ chuột
Lewis, sau đó cảm ứng biệt hóa thành các tế bào xƣơng và tế bào mỡ. Đây là
6
nhóm nghiên cứu đầu tiên báo cáo kết quả về khả năng tạo mô mỡ và mô
xƣơng in vivo từ tế bào gốc mơ mỡ. Đây là chìa khóa cho các ứng dụng kỹ
nghệ mô mỡ và mô xƣơng trong tƣơng lai [61].
Năm 2007, Niemela và cộng sự đã thu nhận tế bào gốc từ mô mỡ, đánh
giá khả năng biệt hóa in vitro và in vivo của các tế bào gốc này. Nhóm nghiên
cứu kết luận tế bào gốc từ mô mỡ ứng dụng trong kỹ nghệ mô là rất tiềm năng
[72].
Năm 2008, Zhang và cộng sự đã ly trích các tế bào gốc từ mơ mỡ ngƣời
từ dịch hút mỡ. Sau đó ni cấy, trộn chung với khung nâng đỡ là gel fibrin
dạng tiêm và sau đó ghép dƣới da ở chuột BALB/C. Kết quả ghép cho thấy
mẫu ghép có thể tạo thành mơ mỡ trƣởng thành [89]. Cùng năm 2008, Zhang
và cộng sự cũng tiến hành thu nhận và nuôi cấy các tế bào tiền thân từ mơ mỡ
ngƣời từ dịch hút mỡ. Sau đó, ni các tế bào này trên khung nâng đỡ
collagen type I. Khung nâng đỡ có mang các tế bào gốc này sau đó đƣợc ghép
lại trên da lƣng chuột nude. Kết quả nghiên cứu cho thấy, các tế bào này có
thể ni đƣợc trên khung nâng đỡ collagen và biệt hóa hồn tồn thành mơ
mỡ in vivo trên mơ hình động vật [91].
Cũng trong năm 2008, Andrew và cộng sự đã công bố việc sử dụng các
tấm trung bì da vơ bào làm khung nâng đỡ cho các ADSC dùng trong khuyết
hổng mô mềm do tổn thƣơng da ở chuột. Kết quả cho thấy các ADSC sống sót
sau khi ghép vào trong cơ thể, tự biệt hóa thành các tế bào nội mơ mạch, các
ngun bào sợi, các dịng biểu mơ và cải thiện đáng kể tiến trình lành hóa vết
thƣơng [17].
Năm 2009, Kang và cộng sự đã cơng bố cơng trình nghiên cứu đánh giá
cấu trúc và chức năng của mô hình đồng ni cấy 3D. Nhóm nghiên cứu tiến
hành ni cấy các ADSC và tế bào nội mô trên khung nâng đỡ từ sợi tơ
khoảng 2 tuần. Kết quả cho thấy có khả năng tạo ra đƣợc mơ mỡ từ kỹ nghệ
7
mô in vitro với các đặc điểm của tế bào mỡ trƣởng thành từ q trình biệt hóa
của các ADSC và xuất hiện các cấu trúc giống mạch máu từ tế bào nội mô.
Thành công của nghiên cứu này mở ra một triển vọng ứng dụng vô cùng lớn
của kỹ nghệ mơ, nhằm khắc phục tình trạng khơng tạo đƣợc mạch máu nuôi
cho các loại mô đƣợc tạo ra từ kỹ nghệ mô [54].
Năm 2012, Handel và cộng sự đã nghiên cứu tạo ra mô mỡ từ kỹ nghệ
mô với sự kết hợp của ADSC từ mô mỡ và khung nâng đỡ để tái tạo mơ mềm.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng nhiều loại khung nâng đỡ khác nhau nhƣ là sợi
polypropylene, các vi hạt alginat để mang các ADSC. Kết quả giúp cải thiện
sự tồn tại trong thời gian dài khi tái tạo mô mỡ, đặc biệt là trong các khuyết
hổng mô mềm lớn, hỗ trợ sự gắn kết của tế bào với khung nâng đỡ và có thể
tạo hình riêng biệt theo từng trƣờng hợp và cảm ứng biệt hóa trực tiếp các
ADSC thành các tế bào mỡ tại vị trí ghép [42].
Vào tháng 01 năm 2013, tạp chí Biomaterials đã đăng bài có liên quan
đến tế bào gốc từ mơ mỡ đến từ nhóm nghiên cứu của Declercq. Trong nghiên
cứu này, các ADSC từ mô mỡ đƣợc chuyển lên các vi màng mang tế bào để
tạo ra các tấm mơ lớn (macrotissues) từ sự kết dính của các vi màng để tạo ra
mảnh ghép xƣơng. Kết quả cho thấy, có thể tạo ra mảnh ghép xƣơng chất
lƣợng cao (2 cm3) theo chiều dày bằng sự kết hợp của vi màng mang các
ADSC từ mô mỡ [24].
Tháng 11 năm 2015, một nghiên cứu đƣợc đăng trên tạp chí Aesthet
Surg J của Meyer J và cộng sự, đã nghiên cứu phân lập và biệt hóa các tế bào
gốc trung mơ của ngƣời từ dịch hút mỡ và từ đó áp dụng thành công vào thủ
thuật ghép mỡ tự thân [70].
8
1.1.2. Trong nƣớc
Ở Việt Nam đã có những cơng trình nghiên cứu có liên quan đến tế bào
gốc thu nhận từ mô mỡ chuột, từ mô mỡ ngƣời để phục vụ nghiên cứu và ứng
dụng lâm sàng nhằm tái tạo các khuyết hổng liên quan đến mô mềm, tái tạo
cấu trúc mô, phẫu thuật thẩm mỹ hoặc bù đắp các khuyết hổng do chấn
thƣơng nhƣng chƣa nhiều.
Hiện tại thì lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng mô mỡ và tế bào gốc thu
nhận từ mô mỡ nhiều nhất liên quan đến ngành phẫu thuật thẩm mỹ. Các
hƣớng ứng dụng tập trung chủ yếu vào việc chọc hút mô mỡ và ghép lại tự
thân cho ngƣời bệnh vì nhu cầu làm đẹp là chủ yếu.
Việc ứng dụng tế bào gốc thu nhận từ mô mỡ để điều trị các khuyết
hổng mô mềm, tái tạo chức năng mô, điều trị bỏng sâu hoặc mất mơ mềm do
chấn thƣơng thì chƣa có một cơng trình khoa học hay bài báo nghiên cứu
đƣợc đăng trong nƣớc mặc dù có rất nhiều thơng tin có liên quan đến việc
điều trị từ tế bào gốc mô mỡ trong các bệnh lý về xƣơng khớp …
1.2. MÔ MỠ
1.2.1. Cấu tạo:
Mô mỡ là mô liên kết mềm, trong đó các tế bào mỡ chiếm phần lớn thể
tích mơ. Trong mô, các tế bào mỡ đƣợc giữ ở những vị trí cố định nhờ mạng
lƣới sợi collagen và dây thần kinh. Mơ mỡ khơng chỉ có tế bào mỡ mà nó cịn
chứa nhiều loại tế bào khác tìm thấy trong phân đoạn mạch nền, bao gồm đại
thực bào, nguyên bào sợi, tế bào ngoại mạch,tế bào máu, tế bào nội mô, tiền
bào mỡ, tế bào gốc trung mô từ mô mỡ [7].
Tỷ lệ số lƣợng tế bào của mô mỡ nhƣ sau: tế bào mỡ trƣởng thành
chiếm 16%; tế bào nền từ mô mỡ chiếm 30%; tế bào nội mô chiếm 15%;
9
những tế bào khác (ví dụ: nguyên bào sợi, tế bào cơ trơn…) chiếm 30%; và tế
bào máu (chỉ tính bạch cầu khơng tính hồng cầu) 9 % [53].
Q trình biệt hóa tạo tế bào mỡ gồm nhiều giai đoạn khác nhau. Đầu
tiên, tế bào gốc trung mô tăng sinh và biệt hóa thành tiền tế bào mỡ. Tiền tế
bào mỡ tiếp tục tăng sinh, trải qua giai đoạn biệt hóa tiếp theo và bắt đầu tích
lũy những giọt lipid nhỏ, những giọt lipid này dung hợp với nhau để tạo thành
giọt lipid lớn, giai đoạn này gọi là tế bào mỡ trƣởng thành.
Hình 1.1. Cấu tạo của tế bào mỡ [96]
Dạng hình cầu đặc trƣng của tế bào mỡ có sự biến đổi rất lớn về kích
thƣớc (đƣờng kính từ 20 µm đến 200 µm, với thể tích khác nhau từ vài pL tới
xấp xỉ 3 nL). Những giọt chất béo chứa hỗn hợp chất béo trung tính,
triglyceride, acid béo, phospholipid và cholesterol. Khoảng 95% thành phần
lipid đƣợc lƣu trữ là triacylglycerol và số còn lại là diacylglycerol,
phospholipid, acid béo khơng ester hóa và cholesterol. Những nghiên cứu
đồng vị phóng xạ cho thấy lipid liên tục đƣợc tổng hợp và thay thế, ngay cả
trong những cá thể có sự cân bằng năng lƣợng. Sự ester hóa acid béo và thủy
phân triglyceride diễn ra liên tục. Chu kỳ thay thế lipid ở chuột là 8 ngày,
nghĩa là khoảng 10 % acid béo lƣu trữ trong tế bào mỡ đƣợc thay thế hàng
10
ngày. Mỡ đƣợc phân tách khỏi tế bào chất bởi một màng mỏng tạo thành dạng
giọt. Tế bào mỡ có khả năng thay đổi đƣờng kính 20 lần và thể tích vài nghìn
lần để thích ứng với sự tăng lên của lƣợng lipid. Sự hình thành những tế bào
mỡ mới từ tiền bào mỡ xảy ra khi các tế bào mỡ có trƣớc khơng thể tích lũy
thêm lipid đƣợc nữa (ở ngƣời, mỗi tế bào tích lũy trung bình 1000pL) [79].
1.2.2. Chức năng
Mô mỡ chủ yếu nằm dƣới da và bao quanh các nội quan. Các chức năng
dễ nhận thấy của nó là dữ trữ năng lƣợng, cách nhiệt và tạo thành một lớp
đệm bảo vệ các cơ quan. Ngoài ra mơ mỡ cịn có các chức năng rất quan trọng
trong cơ thể nhƣ điều hòa sự tăng trƣởng, apoptosis, chứng viêm, sự hình
thành mạch, huyết áp, xơ vữa động mạch, sự phá hủy fibrin, miễn dịch…
Hình 1.2. Một số vị trí tích trữ mơ mỡ phổ biến trong cơ thể [97]
Chức năng đa dạng của mô mỡ là nhờ vào khả năng tổng hợp và tiết ra
một lƣợng lớn enzyme, hormone, nhân tố tăng trƣởng, cytokine, bổ thể… Bên
cạnh đó, nó cịn biểu hiện các receptor cho hầu hết những nhân tố này, cho
phép đáp ứng với những kích thích bên trong và bên ngồi ở cả mức độ cơ
11
quan và tồn cơ thể. Mơ mỡ thực hiện chức năng nhƣ một cơ quan nội tiết
quan trọng, bởi nó sản xuất một số hormone: Adiponectin, Resistin,
Angiotensin, Plasminogen activator inhibitor – 1 (PAI – 1), TNFα, IL – 6,
Leptin, Estradiol (E2) [7].
1.2.3. Phân loại [43]
Ở động vật, có hai loại mô mỡ: mô mỡ trắng và mô mỡ nâu. Sự hiện
diện, số lƣợng và sự phân bố mỗi loại khác nhau tùy theo loại.
Mô mỡ nâu hiện diện chủ yếu ở trẻ sơ sinh hoặc ở động vật có vú ngủ
đơng, vai trị chính của nó là sinh nhiệt cho cơ thể. Tế bào mỡ nâu chứa một
vài không bào nhỏ và nhiều ti thể, có sự tích lũy lipid trong nhiều giọt mỡ. Mỡ
nâu cũng chứa nhiều vi mạch máu hơn mơ mỡ trắng, bởi nó cần nhiều oxy
hơn hầu hết các mơ khác.
Mơ mỡ trắng đƣợc tìm thấy ở động vật có vú. Ở ngƣời, mơ mỡ trắng
chiếm khoảng 20% trọng lƣợng cơ thể (ở nam) và 25% (ở nữ). Tế bào mỡ
trƣởng thành của WAT là giọt lipid lớn và rất ít tế bào chất, với nhân nằm ở
rìa tế bào, mơ mỡ trắng chứa một khơng bào lớn, ít ti thể. Mơ mỡ trắng có ba
chức năng: cách nhiệt, đệm cơ học, và quan trọng nhất – đó là một nguồn
năng lƣợng cho cơ thể.
1.3. TẾ BÀO GỐC TRUNG MÔ
1.3.1. Định nghĩa tế bào gốc
Tế bào gốc là những tế bào khơng (hoặc chƣa) chun hóa trong mơ
sống, chúng có khả năng trở thành các tế bào chun hóa với các chức phận
sinh lí. Trong điều kiện in vivo hay in vitro, mỗi tế bào gốc có thể tự làm mới
với các tính năng riêng biệt mới. Chẳng hạn, các tế bào gốc tủy xƣơng hoàn
toàn chƣa đƣợc chuyên hóa, chúng có thể biệt hóa thành các tế bào máu
chuyên hóa (chẳng hạn tế bào bạch cầu, tế bào hồng cầu…) và những kiểu tế
12
bào mới này có các chức năng chuyên biệt nhƣ khả năng sản xuất kháng thể,
vận chuyển các chất khí… mà trƣớc đó tế bào gốc khơng hề có. Do đó, một
kiểu tế bào xuất thân có nguồn gốc từ một tế bào khác, thì các tế bào khác đó
cũng có thể đƣợc gọi là “tế bào gốc”.
Hầu hết mọi q trình sửa chữa mơ trong động vật có vú là các sự kiện
độc lập, nhằm khử biệt hóa (hay biệt hóa ngƣợc), bởi đã có sự hoạt hóa của
các tế bào gốc tiền thân trƣớc đó. Theo định nghĩa thì tế bào tiền thân là một
dạng trung gian giữa tế bào gốc và tế bào biệt hóa. Tuy nhiên, một số động vật
có xƣơng sống có thể tái sinh các phần cơ thể bị mất thông qua sự khử biệt
hóa các tế bào đã chuyên hóa, thành các tế bào tiền thân (tế bào cơ chất).
Những tế bào đƣợc khử biệt hóa này, sau đó sẽ tăng sinh và hình thành các tế
bào chun hóa mới của cơ quan tái sinh. Một số động vật không xƣơng sống
nhƣ Planarian flatworm và thủy tức có thể tái sinh mơ nhanh và chính xác.
Với một định nghĩa nghiêm khắc nhất, một tế bào gốc địi hỏi ít nhất
phải có hai đặc điểm dƣới đây:
- Tính tự làm mới: tế bào đó có khả năng tiến hành một số lƣợng lớn
chu kỳ phân bào nguyên nhiễm mà vẫn duy trì trạng thái khơng biệt hóa.
- Tính tiềm năng khơng giới hạn: tế bào đó có khả năng biệt hóa thành
bất kỳ kiểu tế bào trƣởng thành nào. Trên thực tế, đặc tính này chỉ đúng với
các tế bào gốc toàn năng hoặc vạn năng, tuy nhiên, một tế bào gốc đa năng
(hay tế bào tiền thân) cũng nhiều khi đƣợc gọi là tế bào gốc.
Những đặc tính nói trên có thể đƣợc chứng minh in vitro bằng cách sử
dụng các phƣơng pháp đặc thù nhất định, chẳng hạn nhƣ phƣơng pháp tạo
dòng. Tuy nhiên, cần lƣu ý rằng, chính các điều kiện ni cấy in vitro cũng có
thể làm thay đổi đặc tính của tế bào, khiến nó sẽ “cƣ xử” theo cách tƣơng tự in
vivo.
13
Một cách khái quát, các định nghĩa về tế bào gốc nói trên chủ yếu dựa
vào sự biểu hiện các tính trạng hoạt động của tế bào, khơng chú trọng các đặc
thù phân tử.
Bởi đƣợc quan tâm ở khía cạnh ứng dụng trong lĩnh vực y sinh nhiều
hơn, do vậy Hội nghị Quốc tế đầu tiên về Tế bào gốc (đã diễn ra từ ngày 28
đến 30/10/2003 tại Singapore) đã phát biểu đại ý: “Điểm đặc biệt nhất ở tế
bào gốc là chúng khơng đƣợc lập chƣơng trình từ trƣớc và do vậy chúng có
khả năng phát triển thành bất kì loại tế bào trƣởng thành nào mà một cơ thể
cần… Mục đích cuối cùng của việc nghiên cứu tế bào gốc là đem lại hi vọng
cho những ngƣời không may mắc phải các chứng bệnh nan y…” [8].
1.3.2. Phân loại tế bào gốc
Với các tác giả khác nhau, có thể có những cách phân loại khác nhau.
Vào thời điểm năm 2005 trở về trƣớc, ngƣời ta thƣờng chia tế bào gốc thành
hai dạng cơ bản: tế bào gốc phôi (phân lập từ phôi) và tế bào gốc trƣởng thành
(gồm các tế bào gốc của cơ thể trƣởng thành và các nhũ nhi). Nhƣng trong các
năm 2005- 2007, nhiều tác giả đã chính thức thừa nhận loại tế bào gốc nhũ nhi
là một nhóm riêng biệt. Mặc dù khơng phải là tế bào gốc phôi, nhƣng rõ ràng
về giải phẫu học, các tế bào gốc nhũ nhi không đƣợc khai thác trong một cơ
thể trƣởng thành. Hơn nữa, tiềm năng “gốc” của chúng cũng lớn hơn các tế
bào gốc trƣởng thành, chƣa kể các kỹ thuật thu nhận, thao tác chúng cũng có
điểm khác biệt. Một số tác giả khác lại chia tế bào gốc thành bốn loại, bao
gồm: tế bào gốc phôi, tế bào gốc thai, tế bào gốc cuống rốn và tế bào gốc
trƣởng thành.
Nhƣng vào tháng 1 năm 2008, sau khi kết quả các cơng trình của
Shinya Yamanaka (Đại học Kyoto của Nhật) và James Thompson (Đại học
Wisconsin của Mĩ) đƣợc cơng bố chính thức, cũng nhƣ thuyết tế bào gốc ung
thƣ đƣợc nhiều nghiên cứu thẩm định, các tác giả của cuốn sách này tiếp tục
14
phát triển và đề nghị một cách phân loại khác - chia tế bào gốc thành năm
nhóm chính:
- Tế bào gốc phôi (thu nhận từ phôi giai đoạn tiền làm tổ- Blastocyst).
- Tế bào gốc nhũ nhi (thu nhận từ thai, mô cuống rốn, máu cuống rốn,
nhau thai, dịch ối, màng lót dây rốn…).
- Tế bào gốc trƣởng thành (thu nhận từ cơ thể trƣởng thành ).
- Tế bào gốc vạn năng cảm ứng có thể tạm hiểu là tế bào gốc phôi nhân
tạo hay tế bào gốc nhân tạo, chúng có tiềm năng nhƣ là các tế bào gốc phơi
(loại tế bào gốc đã đƣợc tạo ra do có sự thao tác in vitro trên chính bộ gene đã
biệt hóa chức năng của chúng).
- Tế bào gốc ung thƣ đƣợc coi là nguồn gốc của khối u và chúng chỉ có
trong các khối u.
Từ năm nhóm phân loại lớn nói trên, ngƣời ta có thể chia thành các
nhóm nhỏ hay nhóm phụ. Một số nhà nghiên cứu nghĩ rằng, các tế bào gốc
trƣởng thành và thai nhi có thể cũng liên quan đến các tế bào gốc phôi. Tƣơng
tự, một vài tế bào gốc đƣợc quan sát trong cơ thể trƣởng thành có thể mang
đặc điểm “tàn dƣ” của tế bào gốc phôi, chúng đƣợc tạo ra để biệt hóa thành
các cơ quan đang phát triển, hay đƣợc cất giữ tại những “ổ” tế bào gốc trong
cơ quan (nơi mà chúng sẽ đƣợc sử dụng cho việc sửa chữa khi mô bị tổn
thƣơng). Tất nhiên ngoại trừ các tế bào gốc ung thƣ, bởi chức năng của chúng
là tạo ra mô bệnh [8].
1.3.3. Tế bào gốc trung mô
- Khái niệm tế bào gốc trung mô:
Trong suốt thời kỳ phát triển phơi, những tế bào thuộc dịng trung mơ
(hay trung phơi bì) sẽ biệt hóa thành tất cả các tế bào của mô liên kết nhƣ
xƣơng, sụn, chất nền tủy xƣơng, mô xơ ở khoảng giữa hai tổ chức, cơ vân,