骨组织工程种子细胞―――骨髓间充质干细胞研究进展

《骨组织工程种子细胞―――骨髓间充质干细胞研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、骨组织工程种子细胞―――骨髓间充质干细胞研究进展关键词组织工程骨髓间充质干细胞成骨骨组织工程学研究内容包括种子细胞、载体、诱导物质以及组织工程化骨组织的临床应用等诸多方面，其中种子细胞是组织工程研究中首要的、最基本的环节。20世纪70年代中期［1］就已证实骨髓间充质干细胞（Bonemarroesˉenchymalstemcells，BMMSCs）具有自我增殖能力和分化潜能，而且BMMSCs具有广泛、取材简单、分化成骨潜能强等特点，成为目前骨组织工程种子细胞研究的重点。1骨髓间充质干细胞体外培养研究进展干细胞是指那些具有高度增殖和自我更新能力，并能分化为两种以上不同类型组织细胞的细胞;组织干细

2、胞是指发育成熟的个体内具有多向分化潜能的细胞，目前比较明确的能够转化的组织干细胞主要是骨髓间充质干细胞（Bonemarroesenchymalstemcells，BMMSCs）。Freidenˉstein［1］发现了骨髓培养中有呈纺锤状的少量贴壁细胞，能够分化形成多种中胚层组织，包括:骨、软骨、肌腱、肌肉组织、骨髓基质结缔组织等，这种形成集落的初始骨髓基质细胞被称为成纤维细胞样细胞集落形成单位（Colonyformingunit-firbroblastic，CFU-F）。Mingnell［2］认为BMMSCs为存在于骨髓基质中的非造血的细胞亚群，Ashton［3］称其为骨髓基质成纤维细胞。B

3、MMSCs对营养条件要求高，而且含量很低，约为0.001%～0.01%，要利用BMMSCs就必需实现其体外分离培养及扩增［4］。BMMSCs培养方法主要有全骨髓培养法和离心培养法，前者是将无菌抽取的骨髓加入培养液制成细胞悬液，原代培养培养物以造血细胞成分居多，为利于BMMSCs的贴壁生长，可采用DMEN和胎牛血清。胎牛血清终浓度为10%～20%，塑料培养瓶较一般玻璃培养瓶更有利于BMMSCs贴壁生长。有人主张用4%醋酸溶解RBC，去除RBC对BMMSCs的贴壁干扰，但有人认为RBC会随着换液而逐渐被自然去除，对BMMSCs影响不大。细胞融合后以1:2比例传代，3～4天换液一次［5］。离心培养

4、法是根据骨髓中细胞成分比重的不同，采用离心分离法提取单核细胞进行培养。在新鲜无菌的骨髓抽取物中加入抗凝培养液稀释，以1500～2000r/min离心20～30min，采集交界处的单核细胞层，PBS洗涤2～3次后，加入培养液接种培养。机体内BMMSC数量很少，接种数目太少会影响成骨率，太多对于临床应用又不太现实，每立方厘米载体接种1×106个细胞就能满足成骨要求。目前，三维细胞培养技术已在骨组织工程中得到广泛应用，Kinoshita［6］等利用胶原凝胶载体培养BMMSCs，发现三维的胶原网络能有效的刺激成骨细胞分化;GloRNA表达增加，证实向成骨细胞转化占优势，而仅在传代培养细胞中加入Dex

5、时，则多向脂肪细胞转化，这主要是因为Dex促进成骨的同时，能激活BMMSCs表面的糖皮质激素受体，而1，25（OH）2D3通过降低脂肪细胞晚期基因标志物ap2和脂肪的mRNA水平而抑制糖皮质激素诱导的脂肪形成［11］。β-GP可释放磷酸根，为细胞矿化提供离子环境，可加速矿化结节的形成和骨钙素的合成。维生素C通过延长Ⅰ型胶原转录因子的半衰期而最终增加Ⅰ型胶原mRNA的含量［9］。BMP、TGF-β、bFGF等细胞因子在骨髓间充质干细胞分化增殖中起着重要作用，但作用不一［12～14］。BMP为特异性的骨生长因子，靶细胞为血管周围具有分化能力的间充质细胞，能够启动BMMSCs的成骨过程，其作用机制

6、:促进BMMSCs分化为成骨细胞，引导成骨细胞成骨表型的表达。BMP为唯一具有异位成骨能力的生长因子，可诱导诱导性骨祖细胞（Inducibleosteogenicprecursorcell，IOPC）向定向性骨祖细胞（Deteninedosteogenicprecursorcell，DOPC）分化，这一特征为骨组织工程的临床应用提供了广阔前景。TGF-β是较强的促成骨分化因子，在体内能够增强BMP的诱导成骨作用。TGF-β主要是通过促间充质干细胞分裂增殖，为BMP提供丰富的靶细胞;抑制脂肪细胞生成;促进骨细胞产生Ⅰ型胶原，抑制软骨细胞产生Ⅱ型胶原，增强基质钙化及对周围的成骨细胞的趋化作用，三

7、方面提高BMMSCs的成骨效应。bFGF是一种促进血管生成剂，在骨移植时可促进局部毛细血管生长。bFGF能够促进BMMSCs体外培养CFU-F的形成，促进细胞增殖。bFGF可促进BMMSCs增殖的同时抑制其向成骨细胞分化;bFGF对Ⅱ型胶原蛋白的合成有促进增殖作用，而对于Ⅰ型胶原的影响比较复杂，可能bFGF是通过与细胞膜上bFGF受体结合及一系列信号转导最终激活DNA-结合蛋白，作用于靶细胞上特异的bFGF反