骨髓间充质干细胞的分离分化及研究进展

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1、骨髓间充质干细胞的分离分化及研究进展摘要：骨髓间充质干细胞是存在于骨髓基质中的非造血系细胞，它们能够分化成中胚层和非中胚层细胞。骨髓间充质干细胞主要有4种体外分离方法：贴壁筛选法，密度梯度离心法，流式细胞仪分离法和免疫磁珠分离法。由于骨髓间质干细胞具有多方面的优势,越来越受到人们的关注，研究也越来越深入。本文从来源、形态、体外分离培养及应用前景几个方面做一综述，为相关研究提供参考。关键词：骨髓间充质干细胞；分离培养；分化骨髓由造血组织和基质构成，近年的研究表明，在骨髓基质中存有间质干细胞(me5enchyma15temcel15，MSCS)，骨髓原

2、始间充质干细胞是骨髓基质干细胞，对骨髓中的造血干细胞（HSC）不仅有机械支持作用，还能分泌多种生长因子（如IL-6，IL-11，LIF，M-CSF及SCF等）来支持造血，体内外实验已证明它具有多向分化潜能，在一定的诱导条件下MSCS具有向成骨细胞、成软骨细胞、成肌细胞、肌键细胞、脂肪细胞等中胚层细胞分化的能力。因此它已成为医学界近来研究的热点，但骨髓中MSCS含量很少,每1万～10万个单核细胞中大约有1个MSCS,难以满足实际应用的需要，因此体外分离纯化MSCS,研究其培养特性，获得大量稳定的MSCS具有重要的理论意义和现实意义。1.骨髓间质干细胞

3、的来源在生物个体的发育过程中先后出现胚胎干细胞和成体干细胞,具有多向分化潜能的间质干细胞作为一种成体干细胞来源于中胚层间充质,主要存在于全身结缔组织和器官间质中,以骨髓组织中含量最为丰富,在人的骨髓中约占单个核细胞数的1/1×105[1]。间充质干细胞是一类贴壁基质细胞，可以向间质组织分化，包括骨组织，软骨组织，脂肪组织。目前研究较多的间质干细胞主要来源于脐带血、外周血及脂肪组织。MSCS的获得主要来自于骨髓的抽吸，人类MSCS一般从髂前上棘吸取，也可从胫骨、股骨、胸骨、腰椎等骨中获取，大动物MSCS的获取部位与人类相同，兔需抽取中段胫骨或股骨的骨

4、髓。2.骨髓间质干细胞的细胞形态体外培养的MSCS体积小，成梭形或多角形，核浆比大，多为平行排列生长或漩涡状生长，部分贴壁细胞可以快速形成集落，一些呈典型的纺锤形样的MSCS增殖迅速，形态均一。细胞传代后，传代细胞较原代细胞的贴壁速度快，细胞传到第3代时细胞形态比较一致。在光镜和相差显微镜下，MSCS为长梭形，类似成纤维细胞外观。透射电镜下MSCS可表现为两种不同的形态结构类型:一种是处于相对静息状态的细胞，核较大，核质比大，胞质内细胞器少;另一种是处于相对活跃期细胞，细胞体积大于前者，核不规则，含2～3个核仁，核质比小，胞质中有丰富的细胞器。3.

5、骨髓间质干细胞的体外分离方法体外从骨髓分离获得的方法主要有贴壁法,密度梯度离心法,流式细胞术和免疫磁珠分离法[2]，但更理想的分离纯化方法还有待于进一步的摸索。贴壁筛选法是利用细胞贴壁时间及贴壁牢固性的不同逐步将非贴壁细胞和其它杂质细胞去除的一种简单易行的培养MSCS的方法。贴壁分离培养法分离的MSCS能在体外培养条件下生长良好、可连续传代，体外培养扩增能力较强，其缺点是细胞纯度较低［3］。此方法简便，冲出骨髓直接培养，然后利用骨髓MSCS贴壁生长特性，更换培养液逐步去处漂浮生长的造血系细胞即可获得较纯化的MSCS；而且骨髓中的造血干细胞能分泌生长

6、因子和促贴壁物质，可促进MSCS贴壁生长，因此全骨髓贴壁法更为可取。密度梯度离心法梯度离心法的核心主要是基于密度梯度离心技术。梯度离心法是根据骨髓中细胞成分的比重不同，使用淋巴细胞分离液提取单个核细胞，再进行贴壁培养，从而达到分离、纯化MSCS的目的。Pittenger等的研究发现通过密度梯度离心分离培养的间充质干细胞在第一代时纯度可以达到95%[4]。常用的分离方法免疫磁珠法，是利用免疫学的技术分离MSCS，分离细胞的纯度高。Phinney［5］用一种免疫耗损技术精确地将造血细胞系和内皮细胞系从基质细胞中分离出来，提供了一种能高效的分离纯化间充质

7、干细胞的方法，但目前仍未筛选到真正特异性的细胞表面标记;而且，这两种分离方法的操作对细胞活性都有较大影响，造成MSCS损伤，出现增殖缓慢等问题，这些技术问题很大程度上限制了这两种方法的应用。因此，如何能简便高效地获得均质性的间充质干细胞和细胞群仍需要继续探索。分离细疫磁珠分离和流式细胞仪筛选的方法，不仅对细胞活性影响较大，而且操作复杂，价格昂贵。然而，这些纯化间充质干细胞的方法比较复杂，一般仅限于在各自的实验室应用。因此，如何能简便高效地获得均质性的间充质干细胞细胞群仍需要继续探索。4.骨髓间质干细胞的分化现在的研究揭示骨髓间充质干细胞有分化成多种

8、细胞的潜能[6],包括心肌细胞[7]、肝细胞[8]、脑中的神经细胞和非神经细胞、内皮细胞、成骨细胞和肺泡上皮细胞等。在心肌