饒圣宏

（安徽三聯(lián)學(xué)院 護(hù)理系，安徽 合肥 230601）

間充質(zhì)干細(xì)胞的研究進(jìn)展

饒圣宏

（安徽三聯(lián)學(xué)院 護(hù)理系，安徽 合肥 230601）

間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal stemcells，MSCs)具有低免疫原性、免疫調(diào)節(jié)作用及多向分化潛能，并且來源充足、可避免倫理學(xué)爭議的優(yōu)點(diǎn)，使其有望成為種子細(xì)胞，應(yīng)用于臨床干細(xì)胞移植治療.目前通過體內(nèi)外誘導(dǎo)等方法已能實(shí)現(xiàn)MSCs的擴(kuò)增和定向分化，本文對MSCs的研究進(jìn)展作一綜述，希望對今后MSCs的相關(guān)研究與臨床應(yīng)用提供參考.

間充質(zhì)干細(xì)胞；免疫原性；分化

間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stemcells，MSCs)是一種來源于中胚層具有自我復(fù)制更新和多向分化的成體多能干細(xì)胞，研究最早并且最深入的是骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)[1].它具有容易獲得、能穩(wěn)定傳代、低免疫原性、可移植性等特征，具有免疫調(diào)節(jié)作用可有效降低GVHD的發(fā)生率及嚴(yán)重程度，實(shí)驗(yàn)證明MSCs在特定的條件下能夠誘導(dǎo)分化為骨、軟骨、神經(jīng)等不同組織類型的細(xì)胞，給許多疾病的治療展示了美好前景.

1 間充質(zhì)干細(xì)胞的生物學(xué)特點(diǎn)

間充質(zhì)干細(xì)胞廣泛存在于人體骨髓、脂肪、臍帶、胎盤、羊水等組織中[2]，可分化成骨、軟骨、心肌樣細(xì)胞及神經(jīng)元細(xì)胞等多種組織，具粘附性，紡錘形、成纖維細(xì)胞樣形態(tài).對于間充質(zhì)干細(xì)胞的鑒定，現(xiàn)在還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，國際細(xì)胞治療協(xié)會提議，間充質(zhì)干細(xì)胞的鑒定標(biāo)準(zhǔn)之一就是細(xì)胞表面標(biāo)志CD105、CD73和 CD90陽性率超過 95%，CD34、CD45、CD14或 CD1lb、CD79a或 CD19 和 HLA-DR陰性率超過95%[3].Saito[4]等人首次證明MSCs具有歸巢的能力，MSCs歸巢是指在移植或自體動員后，干細(xì)胞可以定向趨向性遷移越過血管內(nèi)皮細(xì)胞至靶向組織并定植存活的過程.自體或外源性MSCs在多種因素作用下，向缺血或損傷組織歸巢是其重要的特征[5].

2 間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫原性和免疫調(diào)節(jié)作用

造血干細(xì)胞是最早應(yīng)用于臨床移植的干細(xì)胞，主要的并發(fā)癥之一是移植物抗宿主病(GVHD).MSCs由于不表達(dá) HLAⅡ類分子及 Fask、B7-1、CD40等部分共刺激分子，低水平表達(dá)或不表達(dá)HLAⅠ類分子等，因此能夠逃避免疫系統(tǒng)的攻擊[6].又有實(shí)驗(yàn)證明，在胎羊免疫功能發(fā)育后，將人MSCs植入胎羊體內(nèi)，MSCs能長期存活而無排斥反應(yīng).因此人們預(yù)言了MSCs的低免疫原性在臨床移植、組織工程等方面都有巨大潛能[7].

實(shí)驗(yàn)表明，MSCs對機(jī)體具有免疫調(diào)節(jié)作用.它可抑制免疫系統(tǒng)對自己發(fā)起的攻擊，其免疫調(diào)節(jié)效應(yīng)是沒有抗原特異性和選擇性的，對各種免疫細(xì)胞，如T細(xì)胞、B細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞(DC)、自然殺傷細(xì)胞(NK)等，均具有免疫調(diào)節(jié)作用[8].在體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)MSCs可抑制T、B淋巴細(xì)胞增殖，使其停滯在G0/G1期而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[9]；還能通過誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的擴(kuò)增來增強(qiáng)其免疫抑制功能、直接抑制B淋巴細(xì)胞分泌抗體等[10]，這些均能促進(jìn)移植物植活及降低GVHD發(fā)生率的作用[11].I期臨床試驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)證實(shí)，在接受異基因造血干細(xì)胞移植的患者中，同時(shí)接受異基因MSCs者的GVHD發(fā)生率明顯降低[12].

3 間充質(zhì)干細(xì)胞的分化能力

間充質(zhì)干細(xì)胞能夠向成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞分化，Centeno等將BMSCs治療退行性關(guān)節(jié)病變，此方法可促進(jìn)骨的再生，對于骨關(guān)節(jié)炎和半月板損傷具有重要的治療意義.Miao等將少量軟骨細(xì)胞與BMSCs體外共培養(yǎng)，均成功形成成熟軟骨樣組織，且發(fā)現(xiàn)含20%軟骨細(xì)胞的共培養(yǎng)體系最適合BMSCs成軟骨分化[13].

間充質(zhì)干細(xì)胞在體內(nèi)外可被誘導(dǎo)分化為多種上皮細(xì)胞，如肺和氣管上皮細(xì)胞、腎小管上皮和角膜上皮細(xì)胞等，表達(dá)上皮細(xì)胞特異性標(biāo)志.MSCs回輸體內(nèi)后，可有效修復(fù)損傷的肺上皮細(xì)胞組織，緩解炎癥損傷，減輕腎小管細(xì)胞損傷、促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞再生；也可在載體上利用MSCs構(gòu)建生物角膜，進(jìn)行眼表修復(fù)[14].另外，MSCs還可以向胰腺導(dǎo)管上皮細(xì)胞、子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞、生精上皮細(xì)胞等分化[15]，MSCs在臨床治療上皮細(xì)胞損傷類疾病中展現(xiàn)出巨大的潛能.

間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)可以向心肌樣細(xì)胞分化.研究表明，人臍帶源間充質(zhì)干細(xì)胞（HUMSCs）利用5-氮雜胞苷或二甲基亞砜誘導(dǎo)分化后，免疫組化檢測到心肌樣細(xì)胞所特有的cT-NI、cTNT和心肌結(jié)蛋白.RT-PCR可以檢測到心肌特異性轉(zhuǎn)錄因子等說明HUMSCs能向心肌樣細(xì)胞分化.Scorsin等證實(shí)干細(xì)胞移植后心臟在體功能改善[16].

間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)可以向肝樣細(xì)胞分化.Kakinuma等證明，HUMSCs在體外和體內(nèi)均可誘導(dǎo)成肝樣細(xì)胞[17].任紅英等采用改良的二步法肝細(xì)胞分化培養(yǎng)體系體外誘導(dǎo)HUMSCs向肝細(xì)胞分化，結(jié)果顯示HUMSCs低表達(dá)AFP、ALB和細(xì)胞角蛋白-19(CK-19)的mRNA和蛋白，在誘導(dǎo)分化后14和28天，高表達(dá)肝細(xì)胞標(biāo)志AFP、AIB、CK-19以及色氨酸2，3-雙加氧酶基因.提示HUMSCs在體外能夠分化為有功能的肝樣細(xì)胞.

在特定的條件下，間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)在體內(nèi)和體外均可分化為神經(jīng)元樣細(xì)胞，并表達(dá)一些神經(jīng)標(biāo)志性蛋白.在體外利用化學(xué)誘導(dǎo)、神經(jīng)營養(yǎng)因子等多種方法誘導(dǎo)HUMSCs后，可表達(dá)神經(jīng)干細(xì)胞的標(biāo)記巢蛋白，神經(jīng)元的標(biāo)記神經(jīng)元特異性烯醇化酶、神經(jīng)元核抗原、神經(jīng)微絲-M以及星形膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記膠質(zhì)纖維酸性蛋白[18].而且HUMSCs能表達(dá)神經(jīng)營養(yǎng)因子，可以為受損神經(jīng)再生提供營養(yǎng)因子[19].

4 問題與展望

MSCs研究近年在很多國家都取得了較大的進(jìn)展，但仍有一些問題亟待解決，如MSCs在體外定向分化的細(xì)胞是否為有功能的細(xì)胞；如何體外操作MSCs使其成功定向分化；MSCs在體內(nèi)如何干擾損傷的細(xì)胞或疾病的病理生理過程以及是否具有遠(yuǎn)期的致瘤性等.這些問題的成功解決將在未來促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞的研究不斷深入以及組織工程學(xué)的不斷發(fā)展.

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