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《骨髓基質(zhì)干細(xì)胞成骨探究進(jìn)展.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、骨髓基質(zhì)干細(xì)胞成骨探究進(jìn)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(lái)源充足，取材方便，增殖能力強(qiáng)，可在體外大規(guī)模擴(kuò)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(wèn)題進(jìn)行闡述。1骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的來(lái)源與獲取骨髓基質(zhì)干細(xì)
2、胞可來(lái)源于機(jī)體各個(gè)部位骨髓。人通常取自骼骨，兔取自股骨課上。對(duì)人而言，不同部位來(lái)源的BMSCs功能狀態(tài)不一。椎骨來(lái)源的BMSCs堿性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)活性低于股骨來(lái)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(zhǎng)也不斷減少，鼠在21個(gè)月時(shí)股骨干骨髓中的細(xì)胞要少于4個(gè)月時(shí)的骨髓細(xì)胞。BMSCs在骨髓中含量極少(1X105個(gè)單核細(xì)胞中含有1個(gè)BMSCs)，因此要求在體外培養(yǎng)擴(kuò)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(guò)程中，每一個(gè)部位抽出量不應(yīng)超過(guò)2mL,否則將因抽出物中
3、血量增加而引起有核細(xì)胞數(shù)的明顯下降。常用獲得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(jiǎn)便且實(shí)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(kāi)來(lái)。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(guò)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞表面帶有或缺乏某些抗原標(biāo)志，進(jìn)行篩選，可獲得相對(duì)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(zhǎng)因子受體（nervegrowthfactorrecep
4、tor,NGFR）抗體分離、純化而獲得NGFR+MSCs比同樣培養(yǎng)條件下貼壁法純化BMSCs其擴(kuò)增倍數(shù)高出2?3個(gè)數(shù)量級(jí)，并且其內(nèi)含有更髙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(shì)。但到目前為止，BMSCs的特異性表面抗原標(biāo)志仍沒(méi)有明確，并且缺少選擇性分離BMSCs的方法。2骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的體外增殖生物學(xué)特性對(duì)BMSCs細(xì)胞周期的研究表明，其大約有20%處于靜止期，即GO期細(xì)胞，這說(shuō)明BMSCs具有強(qiáng)大的增殖能力，但是有文獻(xiàn)報(bào)道，高度傳代（大于25代）的BMSCs中有一部分已經(jīng)表現(xiàn)出
5、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（5000/cm2）BMSCs無(wú)論在擴(kuò)增速度還是擴(kuò)增倍數(shù)上都明顯高于高密度接種，而極低密度接種（0.5?12/cm2）更有利于細(xì)胞的增殖。楊柳等人［3］在實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)種植密度較高時(shí)，嚴(yán)重影響B(tài)MSCs的貼壁生長(zhǎng),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。BMSCs成骨活性隨著供體年齡增長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，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(diǎn)的細(xì)胞越少，而且細(xì)胞對(duì)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
6、殖速度大大提高，且細(xì)胞ALP表達(dá)也大大增強(qiáng)［4］o考慮其原因?yàn)闄C(jī)體內(nèi)部的氧分壓明顯低于外界（140mmHg）,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(zhǎng)期暴露于高氧分壓的狀態(tài),必將導(dǎo)致細(xì)胞過(guò)度氧化,功能下降。如果體外進(jìn)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。顧祖超等人［5］在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，兔BMSCs原代培養(yǎng),其開(kāi)始貼壁（1?2d）的時(shí)間和完全貼壁時(shí)間（12?14d）均長(zhǎng)于傳代培養(yǎng)的BMSCso傳代BMSCs不形成集落，形態(tài)更加單一，呈梭形，14d之內(nèi)沒(méi)有形成明顯鈣化結(jié)節(jié)。BMSCs經(jīng)誘導(dǎo)培養(yǎng)后
7、的形態(tài)主要為多角形，其貼壁率有所下降，且在10?12d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(zhǎng)曲線無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，倍增時(shí)間為33.6?34.6h,生長(zhǎng)高峰均在接種后6?7d出現(xiàn)。BMSCs長(zhǎng)滿單層后，可出現(xiàn)多層生長(zhǎng)，沒(méi)有發(fā)生接觸抑制。Sun等人［6］的研究還發(fā)現(xiàn)大鼠BMSCs抑制T淋巴細(xì)胞的擴(kuò)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(guò)體外擴(kuò)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(xiàng)分化潛能逐漸消失。3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(diǎn)，而骨組織工程學(xué)要求其向單一方
8、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(lái)說(shuō)，具有誘導(dǎo)作用的有以下幾種因素。3.1化學(xué)物質(zhì)的作用3.1.
