骨髓间充质干细胞向软骨细胞表型分化的影响因素论文

《骨髓间充质干细胞向软骨细胞表型分化的影响因素论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、骨髓间充质干细胞向软骨细胞表型分化的影响因素论文【关键词】骨髓间充质干细胞软骨细胞影响因素关节软骨在受到创伤后,难以自行修复。传统的治疗方法如软骨下骨钻孔术、软骨移植、骨膜或软骨膜移植、软骨细胞移植等因修复组织以纤维软骨为主,缺少正常透明软骨的力学性能及耐用性,故不能取得满意效果。而应用组织工程方法修复关节软骨缺损却展示了令人鼓舞的前景。种子细胞是组织工程化软骨形成的首要条件。骨髓间充质干细胞(MSCs)是来源于骨髓的一群非造血干细胞,在不同诱导条件下具有向成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞、成纤维细胞、神经细胞分化的潜能。MSCs因具有易于从骨髓中分离和体外大量

2、扩增纯化、供区损伤小、便于自体移植、在适宜的体内或体外条件下可分化形成软骨组织等特点，故被认为是软骨组织工程最有希望的种子细胞来源之一。现就影响MSCs向软骨细胞表型分化的因素综述如下。1培养方法目前，绝大多数实验室采用低糖DMEM培养基进行MSCs的分离与扩增，少数实验应用DMEM/F12、αDMEM进行，因为低糖条件比高糖条件更利于MSCs的增殖［1］。传代细胞接种密度多为(3～7)×104/cm2。MSCs向软骨诱导分化多使用高糖DMED培养基，再添加地塞米松、VitC以及培养基添加物ITS(insulitransferrinsodiumselen

3、itemediasupplement)等构成不完全诱导培养基。实验时再添加有诱导分化作用的细胞因子,如转化生长因子(TGF)、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）等即可构成完全诱导培养基。为模拟胚胎时期软骨形成的体内环境，越来越多的试验者倾向于应用高密度培养或所谓的微球（pellet）方式来重现胚胎发育过程中的软骨前体状态。目前认为,通过离心处理使MSCs聚集成团,利于细胞间的自分泌与旁分泌,更符合软骨生长的要求。PITTENGER等［2］采用离心沉淀式培养法刺激MSCs向软骨细胞分化。首先通过离心使MSCs细胞形成小的团状沉淀,然后静置培养,10～14d后,细

4、胞形态由梭形变为肥大软骨细胞状,表达软骨细胞的特异分子标记物Ⅱ型胶原及胞外基质中蛋白聚糖丰富。并且,.freelix(含胰岛素、转铁蛋白、亚硒酸、亚油酸、牛血清清蛋白、丙酮酸、抗坏血酸磷酸盐),细胞聚集培养时加入TGFβ10.5～10ng/L。微球细胞团在37℃体积分数0.05CO2环境下培养,7d时出现Ⅱ型胶原阳性表达,以后逐渐增强，21d后形成的聚合物完全类似软骨的形态,甲苯胺蓝染色观察证实其具有软骨基质的特征,可检测到Ⅱ型胶原和Ⅹ型胶原mRNA表达,而Ⅰ型胶原不表达,说明MSCs形成的是软骨组织,并且为终末表型的肥大软骨细胞。SCs培养液中加入不同浓度

5、的TGFβ1,结果表明，经5ng/LTGFβ1处理的MSCsⅡ型胶原mRNA含量是对照组的1.7倍,Ⅱ型胶原免疫组化染色区域和强度与TGFβ1的浓度呈量效增长关系。在进一步的研究中，SCs在含TGFβ的单层培养基及含胰岛素样生长因子(IGFⅠ)的三维纤维条件培养基中的软骨发生,结果显示，0或5ng/L的TGFβ作用6d后,置于0或100ng/L的IGFⅠ的三维纤维条件培养基中,13d后行Ⅰ、Ⅱ型胶原原位杂交和免疫组化测定蛋白多糖及DNA含量。开始4d中,TGFβ作用的MSCs明显增殖,形成细胞集落,蛋白多糖增加2倍;IGFⅠ作用后,包括蛋白多

6、糖和Ⅱ型胶原mRNA等软骨细胞功能指标显著增强;TGFβ作用后不经IGFⅠ作用的细胞,软骨生成指标表达减弱,提示MSCs的分化尚不完全,但两种因子具有协同作用。BARRY等［6］进一步研究发现，TGFβ2和TGFβ3诱导MSCs向软骨细胞分化的能力强于TGFβ1,并将聚集培养的MSCs向软骨细胞分化的过程分成3个阶段：第1阶段为诱导分化前6d,标志为纤维调节素及软骨寡聚基质蛋白(P)表达的上调;第2阶段为分化的第7天左右,标志为Ⅱ型胶原和软骨粘连蛋白的表达,同时硫酸软骨素逐渐增多;第3阶段为接下来的14d,糖胺多糖逐渐累积,最终形成成熟的软骨细胞。2

7、.2BMPBMP是TGFβ超家族的成员之一,它具有诱导MSCs转化为软骨细胞或骨细胞的能力，并与其他生长因子存在一定的协同作用。SEKIYA等［7］用BMP6处理MSCs,发现BMP6能明显地促进细胞增殖，扩大蛋白多糖的染色范围；培养1周后即检测到Ⅱ型前胶原mRNA。加入500ng/LBMP6,10ng/LTGFβ3,10-7mol/L地塞米松的成软骨培养液中培养,微球的总体积增大,质量增加10倍,染色显示蛋白聚糖合成增加,但无地塞米松或TGFβ3时效果不明显；微球的体积和蛋白聚糖染色深度增加，说明在微球培养液中加入BMP6,可增强人MSCs的成

8、软骨分化能力，且BMP6与TGFβ