骨髓间充质干细胞（MSCs）生物学特性及其临床应用----常.pdf

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1、读书报告-骨髓间充质干细胞（MSCs）生物学特性及其临床应用汇报人：常惠航空航天生理学教研室2008.12.19巨噬细胞成纤维细胞脂肪细胞骨祖细胞骨髓Mesenchymalstemcells内皮细胞(MSCs)网状细胞造血干细胞内皮祖细胞1发现、分离和特征2表面标志物3分化4免疫学特征5治疗应用1-1.MSCs发现骨髓中非造血干细胞的存在首先被130年前的德国病理学家Cohnheim发现并提出。Friedenstein的工作（1966）首先证实骨髓中的细胞可以分化成为其它干细胞。二十世纪八十年代其它工作小组研究确定了Friedenstein方法，分离的细胞具有多向分化潜能，可以分

2、化成为各种结缔组织细胞：成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞甚至肌原细胞。所以MSCs也被称为间充质细胞或骨髓基质细胞。1-2MSCs的分离人MSCs是在骨髓经密度梯度离心后的单核细胞层中分离出来的，单核细胞在10%胎牛血清中培养，MSCs贴壁。现在MSCs可以从骨髓以外的不同部位：脂肪组织、羊水、骨膜、骨小梁、滑膜、乳牙及胚胎组织分离出来，并呈现表型不均一性。MSCs也可以从妊娠期三个月、六个月的胚胎血液、肝脏、脾脏和骨髓中获得，虽然表型相似，但是培养扩增的MSCs呈现分化潜能的不均一性，这主要取决于组织来源。MSCs可以从很多物种包括小鼠、大鼠、猫、狗、兔子、猪和狒狒中分离出来，但是

3、成功率不尽相同，例如移去小鼠的造血细胞是很困难的。通过扩增和传代MSCs可以纯化细胞，培养结果仍会存在形态不均一性，包括长的纺锤形、大的多边形细胞，形成汇合后还会存在一些小的立方细胞。成年人的MSCs都是从骨盆髂骨中抽吸获得，也可以从胫骨和股骨骨腔，胸椎、腰椎中获得。大型动物MSCs都是从固定的部位获得，如啮齿类都是从股骨和胫骨的中骨干中获取。常规细胞培养技术可以扩增MSCs。形态学呈现成纤维细胞样，原代培养持续12-16d，这段时间可以去除造血干细胞。培养的细胞并不一定是纯净的，有报道称表达CD45和CD11b的B细胞祖细胞、粒细胞和单核细胞祖细胞在培养过程中都会一直存在。2M

4、SCs表面标志MSCs表达很多表面标志，但是很多都不是MSCs特异性的。人和不同动物的MSCs并不表达相同的分子，例如人和大鼠MSCs表达CD34阴性，有些文献报道其它鼠类CD34有不同程度表达。被广泛接受的是MSCs缺乏造血细胞标志CD45和内皮细胞标志CD31，而且离体和在体MSCs表达的一些标志分子并不相关。组织来源、分离培养方法、种属的不同的MSCs标志物有所不同。这些抗原并没有特异性，在其它类型的细胞中也有表达，所以仍是研究内源和移植MSCs细胞增殖、运动和定位机制的障碍。3MSCs分化3-1MSCs向骨细胞分化使MSCs向骨组织分化的经典方法是用抗坏血酸、β-磷酸甘油

5、、地塞米松孵育汇合生长的单层MSCs细胞2-3周。这些MSCs形成集落且碱性磷酸酶表达升高，随着时间延长发生钙蓄积，茜红素染色阳性。3-2MSCs向脂肪细胞分化MSCs培养与地塞米松、胰岛素、吲哚美辛、异丁基-甲基黄嘌呤孵育可诱导向脂肪细胞分化。在细胞内脂肪泡积累，并且表达过氧化物酶体增殖-活化受体γ2、脂蛋白酶和脂肪酸结合蛋白aP2。最终脂肪泡融合并且填满细胞，可用油红染色检测。3-3MSCs向肌细胞分化1982年TaylorandJones首先报道了5-Azacytidine诱导MSCs向胚胎和成年肌细胞分化；1999年Phinney指出两性霉素B作用于小鼠MSCs可以导致类

6、似肌管的多核肌纤维的形成，并产生节律收缩性。体外诱导MSCs向心肌细胞分化的RT-PCR结果3-4MSCs向神经样细胞分化小鼠MSCs来源的成骨细胞和MSCs自身在神经生长因子和5-氮胞苷的作用下会成为神经细胞形态表达成熟神经元的特异性标志。这些神经样细胞缺乏产生动作电位的电压门控离子通道，因此不能称作真正意义上的神经元。3-5MSCs向软骨细胞分化MSCs向软骨细胞分化需要以下条件：三维培养模式，无血清营养培养基，加入TGF-β成分。当这些条件都具备时，MSCs会丧失其成纤维样形态而开始表达大量软骨特异性胞外成分，包括大量的糖胺聚糖生物合成，伴随细胞形态的明显改变。MSCs分化

7、为软骨细胞表达的SH-3和SH-4表面抗原-流式结果硫酸化软骨素在诱导培养初期的改变3-6其它最近研究显示MSCs可以分化为内皮样细胞并促进血管形成。其后又有研究显示直接给成年心脏中注入MSCs可以分化为心肌细胞、内皮细胞、血管周膜细胞和平滑肌细胞。4免疫学特征MSCs的免疫表型(MHCI+，MHCII-，CD40-，CD80-，CD86-)不具有免疫原性，因此移植入同种异体宿主不会发生免疫抑制。MHCclassI可以激活T细胞，但是如果没有共刺激分子，第二信使不会应答，T细胞无