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1、·98·中华损伤与修复杂志(电子版)2008年第3卷第1期ChinJInjuryRepairWoundHealing(ElectronVer),January2008,Vol3,No.1·综述·骨髓间充质干细胞与组织修复韩亚龙付晋凤干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞群体,根据发生的来源,干细胞可被分为两类:胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞和成体干细胞除了来源不同,其最大的区别在于增殖能力和分化潜能的不同。胚胎干细胞可无限增殖,而成体干细胞的增殖能力则有限。骨髓中除含有能分化发育成各种血细胞的造血干细胞
2、之外,还含有产生非造血组织的间充质干细胞(Mesenchymalstemcells,MSCs),其属于成体干细胞,具有干细胞的特性。由于具有易分离、扩增以及体外操作简便等特点,骨髓间充质干细胞在组织工程、细胞移植、基因治疗等领域的应用前景十分广阔。一、骨髓间充质干细胞的特征骨髓中除了存在造血干细胞外,还存在一种间充质干细胞(MSCs)。它是来源于胚胎发育早期中胚层的一类多能干细胞,具有以下特性:(1)自我更新能力:通过不对称分裂一方面实现增殖与分化,另一方面维持自身干细胞数量的稳定;(2)多向分化能力:具有广
3、泛的分化潜能,既往大量实验证实在合适的分化条件下不仅可以分化为成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞、肌肉细胞等间充质细胞,而且可以跨胚层分化为外胚层的神经元神经胶质细胞和内胚层的肝细胞、内皮细[1]胞;(3)形态和生长方式:在形态上呈现为成纤维样或不规则样,胞浆丰富,核染色质细,核仁明显,平行排列或旋涡样生长。在体外具有很强增殖能力,可以在体外大量扩增和长期培养,并且可以长时间保持其未分化状态;(4)免疫表型:骨髓表达:①黏附分子家族:CD166,CD102,CD54和CD50;②整合素家族分子CD49a,CD49b
4、,CD49c,CD29和CD104;③细胞因子受体家族:白细胞介素受体、干扰素受体、肿瘤坏死因子A;④其他:CD105、CD90和、SH1不表达造血细胞表面标志,如CD14,CD34,CD45,CD3等,也不表达主要组织相容性复合物分子,如HLA2DR;(5)不同[2]来源的具有不同的生物学性质。Peieter等的研究显示不同品系小鼠来源的骨髓具有不同的增殖能力、免疫表型和分化能力。二、骨髓MSCs的分离、扩增由于骨髓细胞的组成具有不均一性,以及MSCs在骨髓中含量极少只占有核细胞的0.0001%～0.01%
5、左右,因此分离高纯度的MSCs十分困难,也成为MSCs应用研究的关键。目前常用的分离MSCs的方法有4种:密度梯度离心法、贴壁分离筛选法、免疫磁珠分选法和流式细胞仪分离法。贴壁分离筛选法获得的细胞作者单位:650101云南省烧伤研究中心,昆明医学院第二附属医院烧伤科通讯作者:付晋凤Email:ynfjf@hotmail.com中华损伤与修复杂志(电子版)2008年第3卷第1期ChinJInjuryRepairWoundHealing(ElectronVer),January2008,Vol3,No.1·99·
6、较杂,混有许多骨髓造血细胞,且不易通过换液传代去除。免疫磁珠法和流式细胞仪分离法成本昂贵,无法进行大规模的应用,而且容易使细胞失去其分化潜能。而密度梯度离心简便易行,利用Percoll分离液(密度在1.073～1.082kg/L)可获得均一性较高的MSCs。Percoll是包被了聚乙烯吡咯的直径为15～30mm的胶体二氧化硅颗粒,在液体中颗粒大小不一,在一定离心场中可形成一定密度梯度,不同密度的细胞分布在不同的密度层内,借此可将MSCs与其他细胞分开,从而达到分离MSCs的目的。Percoll分离液具有无毒、
7、低渗透压、低黏度、与活细胞相[3]容性好等特点。为了分离更均一的MSCs,Hung等利用一种独特的培养装置建立了一种简单、高效、经济的分离MSCs的方法,即利用一种具有3μm小孔的塑培养皿从骨髓中筛选MSCs,通过这种方法筛选出来的MSCs叫做SS(Sizesievedstem)细胞,其均质性大于98%,SS细胞具有增殖和自我更新的能力,并具有向骨、脂肪、软骨组织分化的潜能。在培养中形成成纤维集落的初始骨髓基质细胞称为骨髓成纤维祖细胞集落形成单位(CFU2F),由骨髓MSCs和祖细胞组成。一般来说每个克隆都被
8、认为是67由一个CFU2F产生的。(0.1×10)～(1.0×10)个骨髓有核细胞中约含有1个MSCs,并且随着年龄的增加或体质的衰弱,细胞的数量逐渐减少,因此要获得足量的MSCs,大量扩增纯化是十分必要的。对MSCs的细胞周期的研究表明,大约有20%的MSCs处于静止期,即G0期,这表明MSCs具有强大的增殖能力。并且有研究观察到人MSCs体外培养12代仍能保持正常的染色体表型和端粒酶活性。血清一
