骨髓间充质干细胞的生物学特性及临床应用前景

骨髓间充质干细胞的概念骨髓间充质干细胞 (Mesenchymalstemcells,MSCs) 是骨髓中的非造血干细胞 , 早期分离培养时 , 其外观呈成纤维细胞样而被称为“成纤维细胞集落形成单位 (Colony-formingunit-fibroblastic,CUF-F) ”或“骨髓基质成纤维细胞 (Marrowstromalfibroblasts,MSF) ”。随着研究的深入 , 人们发现其对骨髓血系细胞起支持诱导作用 , 可促进造血细胞克隆的形成 , 因而推测这种细胞可能是间质细胞的前体细胞 , 又因其来自于骨髓基质 , 因而称其为“骨髓基质细胞 (Bonemarrowstromalcells,BMSCs) ”。近年来 , 因其在不同的诱导条件下能分化成成熟的间质细胞 , 如成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞、肌腱细胞、网状细胞、血管内皮细胞等 , 又称其为“间充质干细胞”或“间充质祖细胞”。研究 MSC 的细胞周期发现 ,MSC 中有 90% 处于 Go/Gl 期 [1], 说明 MSC 具有高分化潜能。目前的研究显示 ,MSC 的终末分化有可能跨越胚层界限 , 超越传统意义上的分化为中胚层来源的间质细胞 , 而向实质细胞转化 , 如分化为心肌细胞、神经细胞等 , 这一研究成果不仅具有重大的理论意义 , 而且有着广泛的临床应用前景。 2 　骨髓间充质干细胞的分离、培养骨髓中间充质干细胞的数量极少 , 成人骨髓平均 10 万个有核细胞中含有 1 个 , 且随着年龄的增加 , 细胞数量逐渐减少 , 因此 , 如何获取高纯度的 MSC 相当重要。常用的分离 MSC 的方法有全骨髓法和离心法。全骨髓法即根据干细胞贴壁特性 , 定期换液除去不贴壁细胞 , 如造血系细胞等 , 达到分离纯化 MSC 的目的。离心法即根据骨髓中细胞成分比重的不同 , 提取单核细胞进行贴壁培养。为了获得更高纯度的 MSC, 有人利用流式细胞仪法、免疫磁珠法等对 MSC 进行分离纯化 , 结果令人满意。 MSC 的培养采用常规的组织细胞培养方法 , 艾国平 [2] 的研究表明 , 选用 4 ～ 24h 贴壁的有核细胞进行传代培养最适宜 , 培养基中胎牛血清含量为 5% ～ 10%, 细胞接种密度为 (4 ～ 8) × 104/ml 最利于细胞生长 , 培养细胞在 3 ～ 4d 进入对数生长期 , 随后进入平台期 , 分裂相细胞明显减少 , 前 10 代细胞传代周期为 3 ～ 4d, 以后生长速度逐渐减慢。另有报道骨髓 MSC 在 12 代以内核型正常 , 且保持端粒酶活性 [3], 表明 MSC 有很强的体外扩增能力 , 但又有别于恶性肿瘤细胞而不具备永生性的特点 [4] 。 3 　骨髓间充质干细胞的多向分化潜能及在组织工程方面的应用前景组织工程学是刚刚发展起来的新兴的应用学科 , 它是利用体外培养的方法将某些具有干细胞特性的细胞诱导分化为我们所需要的组织甚至器官以供临床所需。大量的研究表明 , 骨髓间充质干细胞具有高度的自我复制能力和多向分化潜能 , 在不同的诱导条件下 , 可分化为骨及软骨组织 , 肌肉及肌腱组织 , 心肌细胞 , 神经细胞等。由于 MSC 可取自自体骨髓 , 取材方便 , 由它诱导而来的组织在进行移植时不存在组织配型及免疫排斥等问题 , 因此可作为组织工程的种子细胞来修复各种病变和缺损组织 , 从而使得器官、组织的修复和重建成为可能。 3.1 　 MSC 可分化为骨及软骨细胞用于骨及软骨组织损伤的修复 : 人类由于创伤、疾病所导致的骨及软骨缺损是一个发生率高治疗难度大及费用昂贵的医学难题。特别是软骨细胞由于没有迁移能力导致软骨的内在修复能力极弱甚至不存在