【www.zhangdahai.com--考察材料】
【摘要】骨髓间充质干细胞具有高度的自我更新和多相分化潜能。由于取材容易、培养简便及应用前景广泛等特点成为干细胞中研究的热点,在医学各个领域都具有研究和应用价值,目前已应用于多种临床治疗当中。
骨髓间充质干细胞(bonemarrowmesenchymalstemcell,MSC)是存在于骨髓中的具有高度自我更新能力和多相分化潜能的成体干细胞,又称骨髓基质干细胞、间充质祖细胞。
1MSC的生物学特性
MSC具有高度自我更新能力和多相分化潜能,体外培养的MSC有快速黏附和克隆能力,可以在体外培养20~25代而没有形态、生长曲线和免疫表型的明显改变,且保持着细胞的染色体核型和端粒活性。MSC在体外诱导培养条件下,能够向不同谱系的细胞分化,如成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌腱细胞、星形胶质细胞等[1]。
2MSC的免疫学特性
由于MSC不表达主要组织相容性复合体(MHC)Ⅱ分子、CD40、CD80、CD86
等共刺激分子,不表达或极低水平表达MHCⅠ分子,MSC不易被宿主T细胞识别,并能逃脱宿主免疫系统的排斥,因此认为MSC具有低免疫原性。
3MSC在临床医学中的应用
3.1MSCs用于心血管疾病的治疗机制当MSCs移植到损伤的心肌局部后,MSCs能分化为心肌细胞系,表达心肌特异性蛋白质,包括:αactinin,troponinT,tropomyosin,myosinheavychainMHC,phospholamban,和其他的心肌特异性蛋白质。更重要的是,在MSCs移植后的心肌组织中检测到了connexin43,该种蛋白质反映的是细胞之间的连接以及细胞与细胞之间的电偶联。
3.1.1MSCs促进缺血或梗死部位血管再生由于新生血管的生成,增加了梗死部位心肌的血供,通过挽救冬眠的心肌、减少肥大的心肌细胞的凋亡、帮助恢复损伤的基质来减少心室的扩张和改善心功能。
3.1.2MSCs向收缩性心肌细胞分化细胞移植的最初目标是所移植的细胞能取代死亡的可收缩的心肌细胞从而恢复心功能。
3.2MSCs移植治疗脑梗死的可能机制
3.2.1刺激内源性神经干细胞和神经祖细胞的增殖分化在正常情况下,中枢神经系统内存在尚未激活的神经元。脑缺血时,BMSCs可激活这部分神经元,从而促进神经功能恢复。
3.2.2MSCs自身分化为神经元样细胞和神经胶质样细胞MSCs具有多潜能干细胞特性,在特定条件下可以打破胚层起源的限制向外胚层神经元细胞和内胚层肝卵圆细胞分化,发展为成熟神经细胞,替代损伤细胞,重建神经环路,从而达到恢复神经功能的目的。大量体内外试验研究显示MSCs可分化为神经样细胞和神经胶质细胞。Woodbury等也证实大鼠及人的MSCs经体外传代后,在特定条件下可分化为神经元。
3.2.3促进血管生成,改善局部血液供应MSCs静脉移植入脑缺血大鼠模型后,发现大鼠缺血周边区域有新生的血管生成,同时相应部位血管内皮生长因子(VEGF)的分泌和VEGF受体22的表达增加,提示MSCs有可能通过促进新生血管生成实现来改善神经功能的作用。
3.3骨髓干细胞介导肾脏再生研究
3.3.1由MSC分化形成2004年Marina等研究了MSC对急性肾衰竭时肾实质细胞的修复及肾功能恢复的意义。他们利用抗癌药物顺铂建立肾损伤模型,将转保护性顺铂治疗基因雄性小鼠骨髓间充质干细胞注射由顺铂引起肾功能缺陷和严重肾小管损伤的雌性小鼠。含有Y染色体的细胞定位在肾小管上皮层并表达Lensculinaris凝血素结合位点,证明移植MSC可以修复受损肾脏并可分化为肾小管上皮细胞,从而恢复肾脏的组织结构和功能。顺铂诱导肾小管损伤可以使MSC显著增强促进肾小管上皮细胞增生的能力。
3.3.2肾脏损伤因素能加强骨髓干细胞对肾实质细胞的转化Kale等在缺血再灌注(I/R)模型上对骨髓干细胞修复急性肾小管坏死进行了系统的观察:MSCs可以改善肾功能:①MSCs在正常的肾小管中只有少量的分化;②缺血再灌注损伤可以动员MSCs细胞入血;③外源性的骨髓干细胞可以选择性地修复外髓质部的大部分肾小管坏死;④骨髓清除加重了肾脏缺血后BUN的升高并使病理恢复延迟,而干细胞移植可以减轻这两方面的效应,提示干细胞在减轻早期肾损伤和促进晚期的肾脏恢复都有作用。
组织工程学是近几年发展起来的应用学科,利用体外培养的方法将某些具有干细胞特征的细胞诱导分化成所需的组织甚至器官以供临床所需。骨髓MSCs获取简便,简单的骨髓穿刺即可获得,体外培养条件不高,细胞分裂增殖快,具有多向分化潜能,且经多次传代后其分化能力并不减弱,MSCs可取自自体,不存在免疫排斥问题,即便是异体移植,由于骨髓MSCs属于未分化的前体细胞,其细胞表型的分化尚不成熟,因而MSCs移植排斥反应弱。故MSCs被认为是良好的组织工程的种子细胞,将MSCs诱导分化为各种组织细胞将在临床治疗领域中有不可限量的应用前景。
