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《骨髓基質(zhì)干細(xì)胞成骨的研究進展》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、骨髓基質(zhì)干細(xì)胞成骨的研究進展組織工程技術(shù)是目前解決大塊骨與軟骨組織缺損修復(fù)難題最有前景的手段之一，種子細(xì)胞是組織工程學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。骨髓基質(zhì)干細(xì)胞(bonemarrowstromalcells，BMSCs)是一類具有多向分化潛能的組織干細(xì)胞，在體內(nèi)外適當(dāng)?shù)恼T導(dǎo)環(huán)境下可以分化為骨、軟骨、脂肪、肌肉、神經(jīng)、肌腱及韌帶等多種組織細(xì)胞。該細(xì)胞群來源充足，取材方便，增殖能力強，可在體外大規(guī)模擴增而不丟失多向分化潛能，并且異體移植免疫排斥反應(yīng)小，目前已成為應(yīng)用較廣泛的重要種子細(xì)胞之一。本文就骨髓基質(zhì)干細(xì)胞成骨問題進行闡述。 1骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的來源與獲取 骨髓基質(zhì)干細(xì)胞可來源于機體各
2、個部位骨髓。人通常取自髂骨，兔取自股骨髁上。對人而言，不同部位來源的BMSCs功能狀態(tài)不一。椎骨來源的BMSCs堿性磷酸酶(alkalinephosphatase，ALP)活性低于股骨來源的BMSCs，而骨鈣素mRNA的水平較后者高。BMSCs的數(shù)量隨著年齡的增長也不斷減少，鼠在21個月時股骨干骨髓中的細(xì)胞要少于4個月時的骨髓細(xì)胞。BMSCs在骨髓中含量極少(1×105個單核細(xì)胞中含有1個BMSCs)，因此要求在體外培養(yǎng)擴增后，才能達(dá)到組織工程學(xué)所要求的細(xì)胞數(shù)目。在抽取骨髓血的過程中，每一個部位抽出量不應(yīng)超過mL，否則將因抽出物中血量增加而引起有核細(xì)胞數(shù)的明顯下降?！ 〕?/p>
3、用獲得BMSCs的方法有：a)貼壁法。所得細(xì)胞成分復(fù)雜，BMSCs的純度不足；b)密度梯度離心法。該方法基于沉降作用，這是較簡便且實用的分離方法，它能有效地將紅細(xì)胞、白細(xì)胞和間充質(zhì)細(xì)胞分離開來。Lisignoli［1］研究發(fā)現(xiàn)，密度梯度離心法能增加BMSCs分化成為成骨細(xì)胞克隆的數(shù)量；c)流式細(xì)胞儀法；d)免疫學(xué)方法。免疫選擇法通過骨髓基質(zhì)干細(xì)胞表面帶有或缺乏某些抗原標(biāo)志，進行篩選，可獲得相對純化的基質(zhì)干細(xì)胞。趙子義等［2］研究發(fā)現(xiàn)，利用免疫磁珠標(biāo)記神經(jīng)生長因子受體(nervegrowthfactorreceptor，NGFR)抗體分離、純化而獲得NGFR＋MSCs比同樣培
4、養(yǎng)條件下貼壁法純化BMSCs其擴增倍數(shù)高出2～3個數(shù)量級，并且其內(nèi)含有更高比例具有多向分化潛能的細(xì)胞，所以分離骨髓NGFR＋細(xì)胞獲得的BMSCs作為種子細(xì)胞應(yīng)用于組織工程具有明顯優(yōu)勢。但到目前為止，BMSCs的特異性表面抗原標(biāo)志仍沒有明確，并且缺少選擇性分離BMSCs的方法?！ ?骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的體外增殖生物學(xué)特性 對BMSCs細(xì)胞周期的研究表明，其大約有20％處于靜止期，即G0期細(xì)胞，這說明BMSCs具有強大的增殖能力，但是有文獻(xiàn)報道，高度傳代(大于25代)的BMSCs中有一部分已經(jīng)表現(xiàn)出凋亡的特征。BMSCs接種密度的大小直接影響B(tài)MSCs的增殖能力，低密度接種(00
5、0/cm2)BMSCs無論在擴增速度還是擴增倍數(shù)上都明顯高于高密度接種，而極低密度接種(～12/cm2)更有利于細(xì)胞的增殖。楊柳等人［3］在實驗中也發(fā)現(xiàn)種植密度較高時，嚴(yán)重影響B(tài)MSCs的貼壁生長，考慮為含有的紅細(xì)胞、白細(xì)胞比重大于BMSCs而首先沉積于瓶底，且細(xì)胞代謝廢物增多所至?！ MSCs成骨活性隨著供體年齡增長呈下降趨勢，年齡越大，在培養(yǎng)中形成的群落和具有成骨樣細(xì)胞特點的細(xì)胞越少，而且細(xì)胞對誘導(dǎo)因子的反應(yīng)敏感性下降。 低氧張力條件下BMSCs培養(yǎng)，其細(xì)胞增殖速度大大提高，且細(xì)胞ALP表達(dá)也大大增強［4］。考慮其原因為機體內(nèi)部的氧分壓明顯低于外界(140mmHg)
6、，特別是骨髓內(nèi)氧分壓只為30～50mmHg，大約相當(dāng)于外界的1/3，因此BMSCs長期暴露于高氧分壓的狀態(tài)，必將導(dǎo)致細(xì)胞過度氧化，功能下降。如果體外進行培養(yǎng)的條件與體內(nèi)氧分壓相似，則更有利于細(xì)胞功能的保留?！ ☆欁娉热耍?］在實驗中發(fā)現(xiàn)，兔BMSCs原代培養(yǎng)，其開始貼壁(1～d)的時間和完全貼壁時間(12～1d)均長于傳代培養(yǎng)的BMSCs。傳代BMSCs不形成集落，形態(tài)更加單一，呈梭形，1d之內(nèi)沒有形成明顯鈣化結(jié)節(jié)。BMSCs經(jīng)誘導(dǎo)培養(yǎng)后的形態(tài)主要為多角形，其貼壁率有所下降，且在10～1d之內(nèi)形成明顯鈣化結(jié)節(jié)。傳代細(xì)胞和誘導(dǎo)細(xì)胞兩者的生長曲線無統(tǒng)計學(xué)差異，倍增時間為～，生
7、長高峰均在接種后6～d出現(xiàn)。BMSCs長滿單層后，可出現(xiàn)多層生長，沒有發(fā)生接觸抑制?！ un等人［6］的研究還發(fā)現(xiàn)大鼠BMSCs抑制T淋巴細(xì)胞的擴增，認(rèn)為此特性可使其應(yīng)用于同種異體移植。Cancedda［7］指出，經(jīng)過體外擴增，BMSCs在體內(nèi)的成骨效率明顯低于新鮮的骨髓，其在體外的多項分化潛能逐漸消失?！ ?骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的誘導(dǎo)分化 由于BMSCs具有分化多方向性的特點，而骨組織工程學(xué)要求其向單一方向分化，所以BMSCs的定向誘導(dǎo)具有重要作用。就其成骨方向來說，具有誘導(dǎo)作用的有以下幾種因素。.1化學(xué)物質(zhì)的作用
