骨髓间充质干细胞移植治疗腰椎间盘退变的研究进展.doc

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1、骨髓间充质干细胞移植治疗腰椎间盘退变的研究进展作者：樊守刚，王运涛，吴小涛【关键词】椎间盘退变；骨髓间充质干细胞；组织工程；文献综述椎间盘退变(intervertebraldiscdegeneration,IDD)是引起下腰痛的常见病因之一，临床上常见腰椎间盘突出及腰椎滑脱等疾病，严重影响人们的生活质量。当前的治疗大都是保护生物学功能和缓解症状，而不能从病理生理上解除疾病的发病因索，因而常导致原位或邻近椎间盘疾病复发［1］。自提出骨髓间充质干细胞(bonemarrowmesenchymalstemcells,BMMSCs)概念以来，利用其修复组织损害和促进功能恢

2、复作用的治疗方法成为目前医学领域中最引人关注的热点之一。国内外纷纷有细胞培养、小动物实验及大动物实验从多角度论证此方法，但尚未达到临床试验阶段。作者对此领域研究的新进展作一综述。1BMMSCs移植治疗腰TDD的可行性论证1・1BMMSCs移植治疗腰TDD的可行性TDD常伴有髓核(NP)细胞和纤维环(AP)细胞的减少，使它们再生是生物治疗IDD的关键，但这两种细胞的细胞数目少，再生及自我更新能力很差，也不适合组织工程研究。Risbud等［2］从5例腰IDD病人的椎间盘中分离细胞进行培养，通过分析细胞的表面标记、蛋白表达及细胞mRNA的合成，发现其屮有向NP及AP细

3、胞分化的细胞活动迹象，论证退变椎间盘中有始祖细胞的存在，从而证明干细胞替代治疗IDD的可能性存在。BMMSCs是一群存在于骨髓中的非造血干细胞，它能够分化为类似椎间盘NP细胞的软骨细胞oRichardson等应用转染技术将腺病毒SOX9作为促进BMMSCs转化为NP细胞的转录因子，培养后PCR检测发现细胞表达出NP特征的基因，他们同时用多聚L乳酸支架培养BMMSCs,也发现它能表达分泌II型胶原纤维和蛋片聚糖等类似NP细胞周围介质的沉淀物［3］。另一项实验中Richardson等使用水凝胶标准培养基(C/Gp)分别培养NP细胞、AP细胞和BMMSCsd周，分析他

4、们的基因和蛋白表达谱，结果BMMSCs表达蛋白多糖和胶原数目与关节软骨细胞相比，更像NP细胞。表明BMMSCs可能分化为NP细胞，存在临床治疗IDD的可能性［4］o1.2BfMSCs移植治疗腰IDD的优越性BMMSCs作为组织工程的种子细胞具有诸多优势：首先，BMMSCs取自骨髓，来源充足，取材相对较容易；其次，BMMSCs体外分离培养操作简单，细胞通过培养可获得大量扩增；再次，BMMSCs免疫原性低,移植引起的排斥反应相对较轻；最后，可作为靶细胞，便于外源基因的转染和表达调控。这些优势使BMMSCs在基因治疗腰IDD中具有较好的应用前景［5］。2BWSCs移

5、植治疗腰IDD的体外实验研究现行对BMMSCs培养方面的研究较多，多集中于BMMSCs与NP等细胞共培养，观察BMMSCs向NP细胞或AP细胞的分化能力及细胞间相互作用。多数体外培养实验支持BMMSCs移植治疗腰IDD是很有潜力的方法。LeVisage等对AP细胞、NP细胞和BMMSCs分别培养，同时对NP细胞和BMMSCs>AP细胞和BMMSCs共培养，通过RTPCR和Westernblot等技术分析基质中蛋白聚糖、DNA和葡萄糖胺聚糖等成分，免疫组化检测II型胶原纤维。结果AP细胞和BMMSCs共培养的基质中葡萄糖胺聚糖等成分明显增多，但此结果并不能证明BM

6、MSCs对NP细胞基质有更新作用［6］。Vadala等用一个双细胞标记系统和流式激活的细胞分型，在数量上分析男性BMMSCs和女性NP细胞共培养后基因表达谱上的改变。同时用荧光原位杂交技术分析相互作用细胞的X和Y染色体，用一个三维培养系统以允许细胞融合的细胞间相互作用。在三维环境中相互作用细胞共培养两周，BMMSCs被诱发出向一种为软骨形成的基因表达谱改变，捉示BMMSCs的分化，NP细胞在细胞外基质和软骨形成方面的基因改变印证了BMMSCs对NP细胞的作用。而且，荧光原位杂交技术分析还证明，细胞融合并不是与NP细胞作用中BMMSCs塑型的原因。结论：这项研究澄

7、清了BMMSCs和NP细胞在三维环境中相互作用，排除了细胞融合。这些数据支持未分化的BMMSCs替代治疗TDD疾病［7］。Steck等在转化生长因子B作用下，将分离出的兔BMMSCs和NP细胞分别接触和非接触细胞共培养，应用PCR技术检测BMMSCsSox9、蛋口聚糖和II型胶原纤维的表达水平，考察其分子表型与椎间盘细胞及软骨细胞、透明软骨细胞的差别，结果接触培养的BMMSCs表现为环形表达，不接触培养的BMMSCs标记基因未见明显表达异常。说明共生长可使BMMSCs成为组织工程学屮NP细胞的可靠代替者［8］o3BMSCs移植治疗腰IDD的动物实验国内鲍军平等

8、在体外纯化扩增兔BMMS