骨髓间充质干细胞向内皮细胞诱导进展
间充质干细胞及其迁移的研究进展
临床医学研究与实践2021年2月第6卷第6期综述DOI :10.19347/ki.2096-1413.202106064基金项目：国家自然科学基金委员会资助项目（No.81903949）；浙江省基础公益研究计划项目（No.LQ19H290004）。
作者简介：戚亚钦（1999-），女，汉族，浙江绍兴人。
研究方向：临床医学。
*通讯作者：方燕，E -mail :fangyan@.间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs ）是具有自我更新能力并表现出多向分化潜能的成体非造血干细胞，广泛存在于骨髓、脂肪、外周血、脐带、胎儿组织、肌肉等中。
MSCs 具有来源丰富、获取方便、增殖率高等特点，已成为组织工程和临床研究的理想种子细胞[1]。
近年来，随着国内外对MSCS 的研究越来越深入，以MSCs 为基础的细胞移植替代治疗显现出良好的效果，MSCs 在临床试验中的安全性和有效性也已得到了更好的证明[2]。
1MSCs 的临床应用1.1MSCs 在神经系统疾病中的临床研究与应用目前，许多神经系统疾病如缺血、缺氧性脑病、恶性脑胶质瘤、神经系统退行性病变等仍无有效治疗方法，预后较差。
脑缺血后神经元的坏死将导致永久性神经功能缺陷，现有治疗手段尚不能逆转神经元和神经胶质细胞变性引起的神经功能障碍[3]。
MSCs 通过旁分泌作用，增加神经生长因子和脑源性神经营养因子的释放，促进神经障碍中丢失或损坏的神经元的恢复，减少神经元细胞的凋亡[4]。
MSCs 还可通过增加血管生成因子的分泌，促进病灶区新生血管生成；通过抑制血管内皮的凋亡和氧化应激，减少血管炎性损伤，增加脑血管的完整性[5]。
Xu 等[6]通过建立缺血缺氧性脑病的大鼠模型，证实MSCs 的脑内移植可减小脑梗塞体积，有效改善神经损伤，进而改善大鼠运动功能，为临床进一步研究提供实验依据。
但研究发现，缺血区局部不利的微环境使得能够迁移并存活在损伤区的MSCs 数量很少，严重限制了MSCs 的应用前景[7]。
外泌体在急性肺损伤中的作用研究进展
·综述·基金项目：军队医学科技青年培育计划项目（１８ＱＮＰ０３５）作者简介：张涛，教授，Ｅｍａｉｌ：ｚｔｌｚｙ１９７１＠１６３．ｃｏｍ通信作者：肖漓，主任技师，Ｅｍａｉｌ：ｘｉａｏｌｉｌａｂ３０９＠１６３．ｃｏｍ外泌体在急性肺损伤中的作用研究进展张涛１，岳渊１，肖漓２１．佳木斯大学基础医学院，佳木斯１５４００７；２．中国人民解放军总医院第八医学中心呼吸与危重症医学部研究所，北京市器官移植与免疫调节重点实验室［摘要］ 急性肺损伤是一种常见且棘手的危重疾病，其病因及发病机制错综复杂，如今已成为临床研究的热点之一。
急性肺损伤是由肺泡上皮细胞及毛细血管内皮细胞损伤，肺毛细血管通透性增强而导致的急性缺氧性呼吸衰竭。
干细胞来源的外泌体具有减低肺部炎症反应、改善肺微血管内皮屏障通透性以及促进肺组织结构修复等作用，这为急性肺损伤的治疗提供了一种新策略。
该文就外泌体在急性肺损伤中的作用机制研究进展进行综述。
［关键词］ 急性肺损伤；外泌体；免疫调节；综述ＤＯＩ：１０．３９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２ ６７９０．２０２２．０４．０２８ＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｅｘｏｓｏｍｅｓｉｎａｃｕｔｅｌｕｎｇｉｎｊｕｒｙＺｈａｎｇＴａｏ ，ＹｕｅＹｕａｎ，ＸｉａｏＬｉＪｉａｍｕｓｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＢａｓｉｃＭｅｄｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｊｉａｍｕｓｉ１５４００７，ＣｈｉｎａＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ：ＸｉａｏＬｉ，Ｅｍａｉｌ：ｘｉａｏｌｉｌａｂ３０９＠１６３．ｃｏｍ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ａｃｕｔｅｌｕｎｇｉｎｊｕｒｙｉｓａｃｏｍｍｏｎａｎｄｉｎｔｒａｃｔａｂｌｅｃｒｉｔｉｃａｌｄｉｓｅａｓｅ，ａｎｄｉｔｓｅｔｉｏｌｏｇｙａｎｄｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓａｒｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｈａｓｂｅｃｏｍｅｏｎｅｏｆｔｈｅｈｏｓｐｏｔｓｉｎｃｌｉｎｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈ．Ａｃｕｔｅｌｕｎｇｉｎｊｕｒｙｉｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｉｎｊｕｒｙｏｆａｌｖｅｏ ｌａｒｅｐｉｔｈｅｌｉａｌｃｅｌｌｓａｎｄｃａｐｉｌｌａｒｙｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｃｅｌｌｓ，ａｎｄｔｈｅｅｎｈａｎｃｅｄｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｐｕｌｍｏｎａｒｙｃａｐｉｌｌａｒｙｌｅａｄｓｔｏａｃｕｔｅｈｙｐｏｘｉｃｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙｆａｉｌｕｒｅ．Ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｅｘｏｓｏｍｅｓｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｓｔｅｍｃｅｌｌｓｃａｎｒｅｄｕｃｅｌｕｎｇｉｎｆｌａｍｍａｔｉｏｎ，ｉｍｐｒｏｖｅｌｕｎｇｍｉｃｒｏｖａｓｃｕｌａｒｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｂａｒｒｉｅｒｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｐｒｏｍｏｔｅｌｕｎｇｔｉｓｓｕｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｒｅｐａｉｒ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｎｅｗｓｔｒａｔ ｅｇｙｆｏｒｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆａｃｕｔｅｌｕｎｇｉｎｊｕｒｙ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｅｘｏｓｏｍｅｉｎａｃｕｔｅｌｕｎｇｉｎｊｕｒｙ．［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ Ａｃｕｔｅｌｕｎｇｉｎｊｕｒｙ；Ｅｘｏｓｏｍｅｓ；Ｉｍｍｕｎｏｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；Ｒｅｖｉｅｗ 急性肺损伤（ＡＬＩ）是指由心源性以外的各种肺内外致病因素导致的急性、进行性缺氧性呼吸衰竭，是呼吸科常见的危重疾病之一［１］。
骨髓间充质干细胞向神经元细胞诱导分化的研究进展
Ｆ Ｓ的 Ｉ Ｍ 液培养 ６周 ，而并 不进行 传 代 。结果 显 示 ，６周 后 细胞 失 去 接触 抑 制 ，并 Ｂ ＭＤ
且 形成 细胞 群落 ，免疫 显示 相 当一 部分 细胞 ｎｓｎ阳性 （２ ３± 。％ ） ｅｔ ｉ ３ ． ６３ ，但 仅 极少 数 表 达未成 熟 神 经 元 标 志 ｂｔＩ —ｔｂｌ （＜０ １ ） ｅａ Ｉ ｕｕｉ ｌ ｎ ． ％ 。将 血 清 去 除 ，加 入 生 长 因子 ，这些 ｎｓｎ阳性 的细胞 显示 出神经 元 的形态 特 征 并 表 达神 经 元 特 异性 标 志 Ｎ ｅｔ ｉ Ｆ—Ｈ， ｅａ— ｂｔ Ｉ ｌ ｔｂｌ ，ａ ｕｕｉ ｔｕ和神经递 质 Ｇ Ｂ ｎ Ａ Ａ。而 没有经 长时 间 培养 的 ＭＳ ｓ 经 同样 诱 导后 未 显 示相 Ｃ则 应 分化 特征 。对于 这种 观点 ，仍 有不 同的意见 。有人 认 为 ，神 经元标 志 物 的出 现并不 表 明其 已向神经 元分化 ，其本 质仍 应该 是干细 胞 ，因为 有实验 表 明 ，在无 特 异 的诱 导 条件 下 ，经 ５代传代 后 ，ＭＳ ｓ Ｃ 就会有 神经元 特异 标 志如 Ｔ Ｍ Ｐ一 Ｈ， Ａ ２和 Ｇ Ａ Ｆ Ｐ等 的表达 。
１３ 分 化潜 能 。
传 统 的观念认 为 ，干细胞 只能 向同胚 层 细 胞 分化 ，但对 ＭＳ Ｃ分化 潜 能 的研究 却 改
变 了这一 观念 。近年 的不 少研究 显示 ，在 适 当的条 件 下 ，ＭＳ Ｃ有 向骨 细胞 、软骨 细 胞 、
脂肪 细胞 以及 神经外 胚 层 中的神 经 元 、神 经 胶 质 细 胞 、少 突胶 质 细 胞 ，甚 至 向表 皮 细
在复合成分培养基中骨髓间充质干细胞的诱导成骨
在复合成分培养基中骨髓间充质干细胞的诱导成骨徐丽丽;孙晓娟;郝秀仙;谢婷婷;杨乃龙【摘要】背景：研究显示骨质疏松多伴有成骨细胞的减少，成骨细胞替代疗法成为治疗骨质疏松症的新靶点。
目的：观察人骨髓间充质干细胞在含地塞米松、维生素C及β-甘油磷酸钠培养基中向成骨细胞分化的能力。
方法：采用人淋巴细胞分离液从成人骨髓血中分离纯化间充质干细胞，应用流式细胞仪检测其表面标志物的活性，透射电镜观察骨髓间充质干细胞的超微结构；将骨髓间充质干细胞在含有地塞米松、维生素 C 与β-甘油磷酸钠的成骨诱导培养基中诱导分化， RT-PCR检测骨髓间充质干细胞成骨诱导后骨形态发生蛋白2 mRNA的表达情况。
结果与结论：培养2周后可见细胞呈成纤维状生长，强表达 CD44，CD29，不表达 CD34，CD45，具有向成骨细胞诱导分化的潜能，茜素红及碱性磷酸酶染色阳性，骨形态发生蛋白2 mRNA表达阳性，说明人骨髓间充质干细胞在含地塞米松、维生素C及β-甘油磷酸钠培养基中可向成骨细胞诱导分化，具有治疗骨质疏松症的潜能。
%BACKGROUND:Studies have shown that the number of osteoblasts is often decreased after osteoporosis, and osteoblast replacement therapy becomes a new target for the treatment of osteoporosis. OBJECTIVE:To observe the osteogenic differentiation of human bone marrow mesenchymal stem cels cultured in dexamethasone, vitamin C and beta-glycerophosphate. METHODS:Mesenchymal stem cels were isolated and purified from adult bone marrow using human lymphocyte separation medium. The expression of cel surface markers was detected by flow cytometry. Cel ultrastructure was observed by transmission electron microscope. Then, the bone marrow mesenchymal stem cels were culturedin osteogenic induction medium containing dexamethasone, vitamin C andβ-glycerophosphate, and RT-PCR was used to detect the bone morphogenetic protein-2 mRNA expression after osteogenic induction. RESULTS AND CONCLUSION:A large number of adherent cels were visible as fibrous growth at 2 weeks after culture and strongly expressed CD44, CD29, but did not express CD34, CD45. These cels could be induced to differentiate into osteoblasts, and express bone morphogenetic protein-2 mRNA. Alizarin red staining and alkaline phosphatase staining were positive for the cels. These findings suggest that human bone marrow mesenchymal stem cels cultured in dexamethasone, vitamin C and beta-glycerophosphate can differentiate into osteoblasts, and has a potential for the treatment of osteoporosis.【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】5页(P1501-1505)【关键词】干细胞;骨髓干细胞;人骨髓间充质干细胞;成骨细胞;诱导分化【作者】徐丽丽;孙晓娟;郝秀仙;谢婷婷;杨乃龙【作者单位】青岛大学医学院附属医院内分泌科，山东省青岛市 266003;青岛大学医学院附属医院内分泌科，山东省青岛市 266003;青岛大学医学院附属医院内分泌科，山东省青岛市 266003;青岛大学医学院附属医院内分泌科，山东省青岛市 266003;青岛大学医学院附属医院内分泌科，山东省青岛市 266003【正文语种】中文【中图分类】R394.2文章亮点：1 碱性磷酸酶是成骨细胞的标志性酶之一，也是成骨细胞活动的副产物，而且在体内的钙化中也起关键性作用，可以破坏钙化抑制剂，从而启动钙化。
骨组织工程常用间充质干细胞的研究进展
十几年的研究，骨组织工程在种子细胞、支架材料以及细 胞一支架材料复合体等方面的研究取得了很大进展，为临床 骨缺损修复重建打下了良好的基础。其中种子细胞的研究与 应用主要集中在以下几种间充质干细胞：骨髓问充质干细 胞、脐血『日Ｊ充质干细胞、脂肪干细胞、肌源性下细胞等。 ＭＳＣ是一类具有多向分化潜能的干细胞。可来源于骨髓、 脂肪、胎盘、脐血、脐静脉内皮下层、外周血及肌肉等各种组 织中。在特定条件下可向骨、软骨、心肌、脂肪、血管内皮等间 叶组织细胞转化。来源小问的ＭＳＣｓ，虽在生物学特性方面均 表现干细胞特性，但相互之间仍有一定差异。目前对于ＭＳＣｓ 的生物学特性研究主要集中在以下几个方面： １．１分离培养 １．１．１骨髓问允质Ｔ．细胞（ＢＭＳＣｓ）：具有来源广泛、相对容易 获取、扩增表型稳定，无医学伦理学争议及过人的骨异常增 殖趋势等优点，被公认为是骨组织上程最为常用的种子细 胞。目前分离ＢＭＳＣｓ的常用方法有５种：即全骨髓法、密度梯 度离心法、贴肇筛选法、流式细胞仪法及免疫磁珠法。全骨髓 法即根据干细胞贴壁特性，定期换液弃去不贴壁细胞，从而 达到纯化细胞的目的：密度梯度离心法是根据ＢＭＳＣｓ与其他 细胞的密度不同而采用ｐｅｒｃｏｌｌ分离液将其分离出来；贴壁 筛选法则是根据ＢＭＳＣｓ具有在塑料组织培养瓶中贴肇生长 的特性对其进行分离：流式细胞仪分选法则是根据ＢＭＳＣ体 积小、相对缺少颗粒的特性对它进行分选：而免疫磁珠法则 根据细胞表面带有或缺失的抗原成分进行正选或负选。用抗 体包被磁珠，获得相对纯化的细胞。其中由于经过流式或磁 珠分选后的干细胞会Ｈ｛现增殖缓慢等一些问题，加之耗费较 大和技术的难度，两者应用并不广泛。目前最为常用分离 ＢＭＳＣｓ的方法主要是全骨髓法和密度梯度离心法，由于单独
２在骨组织工程中的应用 鉴于上述ｌ’ＨＪ充质十细胞的牛物学特性及各自优势，它们 在骨组织工程研究中的心用越来越广泛，并在基础实验与临 床应用研究两个环节都取得了可喜的成果。目前，伴随基因 工程的发展，它们在骨组织工程研究中的作用得到了更大的 体现和发挥。 ２．１基础研究：由于大块骨缺损修复面临的血管化难题日前 还没能得到很好解决，利用骨组织工程技术仍无法满足临床 上形式各异的骨缺损修复需要，因而大量的基础研究正在为 解决血管化难题，尽快实现由基础研究向临床过渡而努力。
LncRNA与成骨分化相关信号通路的研究进展
临床神经外科杂志2021年第18卷第3期357 DOI：10.3969/j.issn.1672-7770.2021.03.026-综述. LncRNA与成骨分化相关信号通路的研究进展刘岩，赵志军，冯士军，韩彦军，张春阳!摘要】骨骼是人体的重要支架，参与调节各种生理功能。
成骨分化是一个复杂的过程，受转录因子RunU、p57和Sp7等的严格控制，同时调控着大量关键下游促成骨靶基因的转录。
长链非编码RNA(LncRNA)可促进细胞增殖，并通过复杂机制网络调控成骨标志物或关键调节因子及相关途径参与骨生成。
本文主要从Wn；j、TGF7/BMP、PI3eAKT等信号通路对LncRNA调控成骨分化的研究进展进行综述。
!关键词】长链非编码RNA；成骨分化；信号通路!中图分类号】R651；Q522【文献标志码】A【文章编号】1672-7770(2021)037357-04Research progress of LncRNA and osteogenic differentiation-related signaling pathways RB Yan,ZHAO Zhi-jun,FENG Shi-jun,et al.Baotou Medical College,Inner Mongolia University5Science and Technology,Baotou014010,China Corresponding autOos:ZHANG CCun-jangAbstraht:Bone is an important scaffold of human body,which participates in the regulation of various physiological functions.Osteogenic differentiation is a complex process,which is strictly controlled by transcriptionfactors such as Runx2,p57and Sp7.At the same hme,it regulates the transcription of a laree numbee of kegdownstream genes that contribute t。
体外诱导骨髓间充质干细胞向神经细胞分化的研究进展
． ！
缘遴 与遴 展 ｔ
体 外 诱 导 骨 髓 间 充 质 干 细 胞 向神 经 细 胞分 化 的 研 究 进展
项 正兵 ， 晓牧 吴
中 图 分 类 号 ： ３ ２４ Ｒ ９ ． 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２ ３ ９ ２ ０ ）７ ６ ４ ２ １７ —１４ （０ ７ ０ —０ ０ —０ 等 【 用 卜 ， Ａ Ｉ培 养 液 诱 导 Ｂ Ｎ２向 神 经 细 胞 分 化 ， 在 ｊ 口 、 Ｂ Ｎ 即
分化的潜能 。Ｂ Ｃ在 体外 不 同 的诱 导条 件 下 可分 化 为骨 细 ＭＳ 胞、 软骨细 胞 、 肪 细胞 、 脂 肌腱 、 肉 细胞 、 经 细胞 等 多 种 细 肌 神 胞 … 由 于 Ｂ Ｃ有 取 材 方 便 、 于 体 外 培 养 扩 增 、 入 体 内 １。 ＭＳ 易 植 不易引起免疫排异反应 、 不存在伦理学争议 等众多优点 ， 且最 近 的研究表 明 Ｂ Ｃ在 体 内 、 Ｍｓ 外都 能 被诱 导成 神经 元 样细胞 ， 且
随 着 人 类 胚 胎 干 细 胞 （ｍｂｙｎｃｓ ｍ ｅ ， Ｓ 的 使 用 ， ｅ ｒｏ ｉ ｔ ｃｌ Ｅ Ｃ） ｅ ｌ 提 出 了许 多 伦 理 学 上 和 病 人 特 异性 胚 胎 干 细 胞 获 得 的 困难 性 上 的
＆ｃ ＭＰ ＩＭＸ以提高胞内 ｃ ＭＰ基础上加入新 的细胞因子如脑 Ａ 和 Ｂ Ａ
源 性 神 经 营 养 因 子 （ｒｉ ｂａ ｎ—ｄｒ ｅ ｅｒｔ ｐ ｉ ｆ ｔｒＢ ＮＦ 、 ｅｉ ｄｎｕ ｒ ｈｃ ａ ｏ ， Ｄ ） ｖ ｏ ｏ ｃ 人 表 皮 生 长 因 子 （ ｕ ｎｅｉ ｒ ｌ ｒｗ ｈ ｆ ｔｒｈ ＧＦ 和 碱 性 ｈ ｍａ ｐ ｍａ ｇｏ ｔ ｃｏ，Ｅ ） ｅ ｄ ａ 成 纤 维 生 长 因 子 （ ａｉ ｆ ｒｂ ｓ ｇｏ ｈｆ ｔｒ ｂ Ｇ 。 诱 导 ６ ｂｓ ｉｏ ｌ ｔ ｒｗｔ ａ ｏ ，Ｆ Ｆ） ｃ ｂ ａ ｃ ｄ ６ ％的 细 胞 具 有 典 型 的 神 经 细 胞 树 突 形 态 ， 疫 组 化 和 反 转 ，６ 免 录 聚 合 酶 链 反 应 （ Ｔ—Ｐ Ｒ ） 实 部 分 细 胞 表 达 早 期 的神 经 标 Ｒ Ｃ 证 记 物 （ Ｎｅｔ 如 ｓｉ ｎ和 ｔ 管 蛋 白 Ⅲ ）也 有 细 胞 表 达 成 熟 神 经 细 胞 ３ 微 ， 的标记物 ， 如神 经 丝 蛋 白 （ｅｒｆａ ｎ，ＮＦ ， ｅ Ｎ， ｕ 胶 质 ｎｕ ｉ ｍｅｔ ｏ ｌ ） Ｎ ｕ Ｔａ ， 纤 维 酸 性 蛋 白 （ｌｌ ｂｉ ｒ ｉｉ ｐ ｔｉ， Ａ ） ｇｉ ｒｌ ｙａ ｄｃ ｒ ｅ ＧＦ Ｐ 。关 于 提 高 胞 ａｆ ｌ ｉ ａ ｃ ｏ ｎ 内 ｃ ＭＰ浓 度 能 促 使 Ｂ Ｃ 向神 经 细 胞 的 分 化 的 机 制 ， 人 认 Ａ ＭＳ 有
间充质干细胞定向诱导为内皮细胞的体外研究
间 充 质 干 细 胞 定 向诱 导 为 内皮 细 胞 的体 外 研 究 木
杨 思远 赁 可 石应康 ， ， ，陈焕 文 ， 蒙 炜
（ ． 阳医学院附院 心脏 外科 ，贵州 贵阳 ５ ００ ２ 四川大学华西医院 胸 ＇Ｉ ，四川 成都 １贵 ５０ ４； ． ６￣ 科 －
胸 ，１ ，重 庆 ６￣科 － ４０ １ ） ０ ０ ６
ｖ ｒ．Ｔ ｅｓｒ ｃ ｎｉ ｎ ｆ Ｃ ｅｅｅａ ａ ｄｗｔ ｏ ｆ ａ ｌ ｅ ａｎｎ ｉ ｏｃｐ Ｃ Ｓ ． ｉｏ ｈ ｕｆ ｅａｔ ｅ ｓ ｓ ｒ ｖ ｌ ｔ ｉ ｃｎｏ ｌａ ｒ ｃｎ ｉｇｍ ｃ ｓｏ ｅ（ Ｌ Ｍ） ｔ ａ ｇ ｏ ＭＳ ｗ ｕ ｅ ｈ ｃ ｓ ｓ ｒ
６０ ４ ； ． １０ １ ３ 重庆医科大学 附属第一 医院
［ 摘 要 ］目的： 为寻找心血管组织工程新的种子细胞来源， 探讨大鼠骨髓间充质干细胞（ Ｓ ｓ Ｍ Ｃ）的体外培养
方法 和 向血 管 内皮 细胞 分 化 的 能力 。方 法 ： 用 淋 巴细 胞 分 离 液 分离 出 ＭＳ ｓ并 体外 扩 增 ， 光 共 聚焦 显 微 镜 利 Ｃ， 激
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
细胞具有 内皮细胞的形态学特征 ， 并表达 内皮 细胞特异性标志物 Ｃ ３ 。结论 ：骨髓 间充质干 细胞 可在体外诱 Ｄ１
导 向 内皮 细胞 方 向 分化 。
［ 关键词 ］骨髓； 干细胞移植； 大鼠Ｓｒ ｕ—ａｌ ； ｐ ｇａ ｗｅ 间充质干细胞； ａ Ｄ ｙ 诱导分化； 内皮细胞
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骨髓间充质干细胞向血管内皮细胞诱导分化研究进展张洪鑫1,杨 柳2△,段小军2(11解放军第89中心医院关节外科,山东潍坊261041;21第三军医大学西南医院关节外科中心,重庆400038) 【关键词】 骨髓间充质干细胞;组织工程骨;血管内皮细胞;血管化;诱导分化 【中图分类号】 Q7 【文献标识码】 B 【文章编号】 100420501(2008)0820953203 骨科临床上经常会遇到因骨折、骨病导致的大段的骨缺损,目前常采用异体或自全骨移植的方法,但存在免疫排斥反应,传染疾病,增加手术次数和自体骨量不足的缺点。
组织工程学技术为解决这一难题提供了新的方法,并且Quarto和杨志明已将该技术使用到临床,获得初步的成功[1,2]。
骨缺损的良好修复依赖充分的血供,新生的血管既是氧气、营养物质及代谢产物的通道,亦是参与骨修复调控的细胞、信号分子通过的重要路径,因此血管化是骨愈合过程中的最基本的环节之一。
体外构建的组织工程化骨植入体内后同样必须建立起充分的血供为种子细胞的功能活动提供充足的营养,只有这样才能保证组织工程骨的活性促进骨缺损的修复,这在完成较大的骨缺损的修复时显得尤为重要(种子细胞距离毛细血管数百微米以上可发生坏死)。
因此促进移植物在体内的快速血管生成,已成为骨组织工程中的研究重点。
用血管内皮细胞和成骨细胞一同与支架材料复合,是促进骨组织工程血管化重要方法,但存在自体的血管内皮细胞不易获取,体外扩增能力有限及易去分化的不足[3]。
因此如何获得大量、生物学功能良好血管内皮细胞是目前解决骨组织工程血管化一个重要难题和研究热点。
骨髓来源的间充质干细胞(MSCs)具有多种分化潜能,而且在VEG F、ECG S、bFG F、IG F21等生长因子的诱导下可以向血管内皮祖细胞、血管内皮细胞表型分化[4]。
这有望解决血管内皮来源上的不足。
1 骨髓间充质干细胞可以在体外诱导分化为血管内皮细胞111 MSCs简介:MSCs起源于胚胎发育中胚层,存在骨髓基质中,形态呈纤维状,可聚集成均匀集落,体外培养呈漩涡状排列,既往认为MSCs主要功能是对骨髓造血系统细胞起支持和连接作用,参与构成造血干细胞生存及分化环境。
近年研究表明MSCs具有自我复制、多系分化的干细胞生物学特性,有高度增殖潜力,可分化为多种间叶组织细胞,进行相应组织修复。
骨髓MSCs获取方便,体外扩增容易,是促组织工程血管化优良的种子细胞来源[5]。
112 MSCs分离、培养及生物学特点[6]:MSCs主要经密度梯度离心法即Friedenstein法、贴壁筛选法和流式细胞仪分选法分离。
体外培养生长迅速,原代培养1～2周左右,95%～99%的细胞,呈单一纯系细胞,形态类似成纤维细胞,并且增殖潜力巨大。
具有较长的端粒且在培养过程中不缩短,还能维持正常染色质组及端粒活性。
过度扩增失去其多向分化能力而趋于衰老或表现出细胞凋亡特征以及恶性变可能。
因此对于骨髓MSCs的诱导分化的研究多采用2～5代细胞。
113 MSCs的ECs和EPCs的分化:Oswald J等成功诱导了人骨髓MSCs向内皮细胞分化,采用了50ng/ml VEG F诱导MSCs[4];Cho SW等用含VEG F10ng/ml、bFG F2ng/ml、IG F5ng/ml条件培养液诱导犬单个核细 【基金项目】国家自然科学基金(N o130300079)资助 △ 通讯作者 the initial therapy of cerebral AVMs[J].Neurol M ed Chir(T oky o),1998, 38(1):193～199[2] Leonardi M,Barbara C,S im onetti L,et al.G lubran2:a new acrylic gluefor neuroradiological endovascular use2experimental study on animals[J].Interv Neuroradiol,2002,8(1):245～250[3] Leonardi M,Cenni P,S im onetti L,et al.G lubran2:a new acrylic glue forneuroradiological endovascular use.A com plementary histological study [J].Interv Neuroradiol,2003,9(1):249～254[4] 汪求精,李铁林,段传志.脑动静脉畸形血管内栓塞治疗的NBCA铸型技术[J].广东医学,2001,22(4):296～297[5] Raffi L,S im onetti L,Cenni P,et e of G lubran2acrylic glue in inter2ventional[J].Neuroradiology,2007,49(3):829～836[6] Debrum G M,AIetich V,Ausman J I,et al.Embolization of the nidus ofbrain arteriovenous malformations with n2butylcyanoacrylate[J].Neuro2 surgery,1997,40(1):112～121[7] Petz DM.Sym ptomatic pulm ony com plications from liquid acrylate am2bolization of brain arteriovenous malformation[J].Am J Neuroradiol,1995, 16(1):19～26(收稿日期:2008203205)胞向血管内皮细胞表型分化[7];何朝荣等用含ECG S 30μg/ml条件培养液来诱导兔骨髓间充质干细胞成血管内皮分化[8];崔磊、曹谊林等用含VEG F10ng/ml、bFG F2ng/ml的条件培养液来促大鼠骨髓单核细胞向内皮细胞分化[9];肖海波等用含VEG F10ng/ml、EG F 10ng/ml、bFG F2ng/ml、IG F2ng/ml的条件培养液诱导大鼠骨髓基质干细胞分化为内皮细胞[10]。
以上的各位研究者大都采用VEG F或VEG F联合其他的细胞因子来促MSCs向血管内皮表型分化,对诱导后细胞的鉴定大多是从细胞形态,免疫组织化学染色、透射电镜以及细胞的生物学功能等方面来研究。
这是用以VEG F为基础的细胞因子来诱导MSCs成血管内皮表型的定向分化。
利用细胞在物理学和生物学方面差异可对内皮胞祖(endothelial progenitor cells,EPCs)进行分离纯化。
目前对内皮祖细胞的分离主要有两种方法:①密度梯度离心法:操作简单,方便,仅将分离的单核细胞接种于纤维连接蛋白包被的培养瓶,但纯度低,产物细胞包括部分血小板和全部单核细胞;②免疫磁珠分选法:纯度高,但细胞数很少,昂贵,并且这样分离的C D34+或C D133+细胞单独培养时不易增殖,仅在和C D34-或成熟内皮细胞共同培养时才增殖。
而对内皮祖细胞的鉴定多采用:①流式细胞仪检测内皮细胞特异性分子标志,如VEG FR2等;②乙酰化低密度脂蛋白(Ac2LD L)摄取实验。
2 内皮细胞211 功能及鉴定:ECs位于循环血液与血管壁内皮下组织之间细胞间以粘附、紧密、缝隙相互连接调节血管通透性,维持血管壁完整性,作为内分泌器官释放血管活性物质调节血管舒缩状态,在其结构、功能上存在异质性[11]。
鉴定上无一种真正意义上特异性标记物。
目前多根据其形态、功能、代谢、表面标记物多种方法从不同角度鉴定。
212 ECs异质性:不同器官、相同器官不同部位、动静脉之间、甚至同一微血管襻不同节段之间的血管ECs 结构、功能、抗原成分、代谢特征及其对生长因子反应、特异性标记物表达均不相同。
观察发现冠状动脉存在两种ECs,一种为单核小细胞,另一种多核大细胞,后者与冠状动脉粥样硬化有关。
动脉的血管内皮细胞现表达E phrin B2,而静脉内皮细胞表达E phrin B4。
毛细血管的内皮细胞表达E phrin B2在终末细动脉和毛细血管后静脉之间。
并且相同的刺激产生不同的反应。
3 流体切应力对血管内皮细胞的影响311 血管是人体内感受血液流动变化最迅速的器官。
血液在血管中流动能够产生一系列作用于血管内皮细胞的应力,其大小、频率、方向随血流变化而变化。
已知血液流动过程中对血管内皮细胞产生的作用力可分解为两个主要向量:一是垂直于管壁的代表压力的向量,二是作用血管表面与管壁平行的因血液的粘滞性而产生的摩擦力,即剪切应力(shear stress)。
大量研究表明,血液流动对动脉管内壁产生的作用力与血管形态和功能密切相关,是血管重构的始动环节[12]。
312 血液流体力学与内皮细胞。
对细胞形态影响: ECs被拉长,且长轴沿着流动方向排列,在生理范围内内皮细胞形态发生改变须具备两个条件:①切应力> 8dyn/cm2;②时间>24h。
ECs被拉长,且长轴沿着流动方向排列,这种拉长反应是一主动过程,涉及到细胞骨架的改建,事实上,正是这种改建驱动着细胞形态的变化,进而启动存在于某些内皮基因启动子的各种各样的应力反应元件(shear stress response elem ents,SS2 REs),通过与各种各样的转录因子相互作用而调控血管活性物质、粘附分子和生长因子的表达。
如流体切应力作用下,ECs的一氧化氮合酶mRNA水平和一氧化氮生成增加;bFG F mRNA的表达在切应力作用下增加,而且切应力越大,bFG F mRNA的增加越明显;24h 12dyn/cm2流体切应力作用下,VEG F和其受体的mR2 NA表达都有较大幅度上调。
313 有研究提示内皮细胞将血液流体力学信号转入到核内,调控相关基因的表达,此作用与其作用大小及时间有关。
研究发现,血液流动调节早期基因的表达,与调节血管张力、诱导血栓形成、控制细胞生命周期以及血管炎症反应有关。
最近Ohura N[13]等利用DNA基因芯片技术检测内皮细胞DNA发现,将内皮细胞暴露在15dyn/cm2的振荡流体和层流流体作用24h后,内皮细胞大约有3%左右的基因表达增加一倍以上。
4 流体切应力促ES和EPCs血管内皮细胞表型方向分化 日本学者Y amam oto K[14]研究表明:Flk21+大鼠胚胎干细胞在115～5dyn/cm2的流体切应力作用下细胞增殖能力增强,能够表达内皮细胞特异F LK21、F LT21、C D31。
并且诱导后的细胞可以在胶原凝胶上形成小管样网状结构,并探讨了F LK21mRNA表达的上调可能是ES在流体切应力下向血管内皮细胞表型分化的机制之一。