骨髓间充质干细胞在肝衰竭中的应用
中国组织工程研究与临床康复第14卷第49期 2010–12–03出版
Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research December 3, 2010 Vol.14, No.49
骨髓间充质干细胞在肝衰竭中的应用★
杨玲玲，何金秋
Application of bone marrow mesenchymal stem cells to liver failure Yang Ling-ling, He Jin-qiu
Abstract
BACKGROUND: Recent studies have shown that bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) could differentiate into
hepatocyte-like cells in pathologic liver tissue and restore the injured livers.
OBJECTIVE: To conclude and analyze biological characteristics of BMSCs and their clinical application in liver failure treatment.
METHODS: We retrieved China National Knowledge Infrastructure (CNKI) and P ubMed databases for articles concerning research
and application of BMSCs in liver failure treatment published from January 1997 to December 2009. The key words were “bone
marrow mesenchymal stem cells, liver failure” or “liver stem cells, liver disease”. The articles addressing BMSCs for liver failure,
and the articles published recently or in authorized journals, were included. A total of 371 literatures were primarily selected, and
31 were included in accordance with inclusion criteria.
RESULTS AND CONCLUSION: BMSCs are a type of adult stem cells, which possess an extensive self-renewal potential and
ability to differentiate into various cell types. Their ability of repairing the liver failure is by the mechanisms of transdifferentiation
and cell fusion. With the development of research, BMSCs transplantation is gradually applied to treatment on liver failure.
However, the study deserves further improvement.
Yang LL, He JQ. Application of bone marrow mesenchymal stem cells to liver failure.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu
Linchuang Kangfu. 2010;14(49):9268-9271. [https://www.wendangku.net/doc/6e1185835.html, https://www.wendangku.net/doc/6e1185835.html,]
摘要
背景：近年来诸多研究已经报道了骨髓间充质干细胞在肝脏病理条件下能够分化为具部分功能的类肝细胞且可修复受损肝
脏。
目的：总结和分析骨髓间充质干细胞的生物学特性及其在肝衰竭中的研究与应用。
方法：应用计算机检索CNKI和PubMed数据库中1997-01/2009-12关于“骨髓间充质干细胞在肝衰竭中的研究与应用”
的文章，以“骨髓间充质干细胞，肝衰竭”或“肝干细胞，肝脏疾病”为检索词进行检索。选择文章内容与骨髓间充质干
细胞治疗肝衰竭相关，同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章。初检得到中英文共371篇文献，根据纳入标准
选择31篇文章进行综述。
结果与结论：骨髓间充质干细胞是成体干细胞的一种，其具有高度自我更新能力和多向分化潜能，用于肝衰竭治疗的作用机
理主要是转分化和细胞融合。随着研究不断得深入，骨髓间充质干细胞移植已逐渐开展应用至肝衰竭治疗中，但其研究有待
进一步完善。
关键词：肝衰竭；骨髓间充质干细胞；来源；应用；分离纯化
doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.49.034
杨玲玲，何金秋．骨髓间充质干细胞在肝衰竭中的应用[J].中国组织工程研究与临床康复，2010，14(49):9268-9271.
[https://www.wendangku.net/doc/6e1185835.html, http://cn.zg https://www.wendangku.net/doc/6e1185835.html,]
0 引言
肝衰竭是指由多种因素引起的严重肝脏损害，导致其合成、解毒、排泄和生物转化等功能发生严重障碍或失代偿，出现以凝血机制障碍和黄疸、肝性脑病、腹水等为主要表现的一组临床症候群[1]，基本病理改变是肝细胞大量坏死。其病情凶险，预后不良，多因严重并发症死亡。目前肝移植是治疗肝衰竭的有效方法，但因供体紧缺、免疫排斥、长期应用免疫抑制剂和高额费用限制其广泛应用。人工肝支持和综合内科治疗使病死率有所降低，但非特效措施，最终依赖肝细胞的再生。
近年来，干细胞及其“横向分化”特性的发现为各种疾病的治疗提供了一种新的手段，其具有自我复制和多向分化潜能的特点[2]，大量实验证明其在特定的环境下可分化为肝脏干细胞及类肝细胞[3-4]，从而参与损伤肝脏的修复和重构。其重要一来源就是骨髓[5-6]。
骨髓干细胞是干细胞的重要来源，其具有向不同组织细胞分化的潜能，以造血干细胞(hematopoietic stem cells，HSCs)及间充质干细胞(mesenchymal stem cells，MSCs)为主，骨髓间充质干细胞 (bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs)在特定环境下可分化为具有部分肝功能的类肝样细胞，从而参与肝功能的修复和重构[7]。
First Department of Hepatology, Nanchang Ninth Hospital (Infectious Disease Hospital Affiliated to Nanchang University), Nanchang 330002, Jiangxi Province, China
Yang Ling-ling★, Studying for master’s degree, First Department of Hepatology, Nanchang Ninth Hospital (Infectious Disease Hospital Affiliated to Nanchang University), Nanchang 330002, Jiangxi Province, China
eleanyang2008@ https://www.wendangku.net/doc/6e1185835.html, Received: 2010-04-21 Accepted: 2010-05-25
南昌市第九医院(南昌大学附属感染病医院)肝一科，江西省南昌市330002
杨玲玲★，女，1985年生，江西省进贤县人，汉族，南昌大学在读硕士，主要从事骨髓间充质干细胞治疗肝衰竭的研究。
eleanyang2008 @https://www.wendangku.net/doc/6e1185835.html,
中图分类号:R318
文献标识码:B
文章编号: 1673-8225 (2010)49-09268-04 收稿日期：2010-04-21 修回日期：2010-05-25 (20100421016/D·Q)
杨玲玲，等．骨髓间充质干细胞在肝衰竭中的应用
https://www.wendangku.net/doc/6e1185835.html,
1 资料和方法
1.1 资料来源由第一作者在2010-01进行检索。检索数据库：万方数据库，网址http://www.wanfangdata.胜https://www.wendangku.net/doc/6e1185835.html,；中国期刊全文数据库 CNKI http://www. https://www.wendangku.net/doc/6e1185835.html,；PubMed数据库，网址http://www.ncbi. https://www.wendangku.net/doc/6e1185835.html,/PubMed。英文资料的检索时间范围为1997/2009；中文资料的检索时间范围为2003/2009。英文检索词为“bone marrow mesenchymal stem cells， liver failure”或“stem cell, liver”；中文检索词为“骨髓间充质干细胞，肝衰竭，肝干细胞，肝再生”。
1.2 入选标准
纳入标准：①肝干细胞的研究进展。②骨髓间充质干细胞的研究现状。③动物实验及临床应用。
排除标准：①与此文目的无关。②较陈旧的文献。③重复同类研究。
1.3 质量评估基础研究和动物实验研究原著20篇，生物论文2篇，临床研究47篇，余为综述。
2 结果
2.1 纳入文献基本情况初检得到371篇文献，中文67篇，英文304篇。阅读标题和摘要进行初筛，排除因研究目的与此文无关285篇，内容重复性的研究54篇，共保存31篇中英文文献做进一步分析。文献[1-7]篇研究了肝衰竭目前治疗现状，文献[8-15]篇研究了骨髓间充质干细胞的来源和特点及体外分离纯化，文献[16-28]篇研究了BMSCs治疗肝衰竭的作用机理，文献[29~31]研究了BMSCs在肝衰竭治疗中的应用现状及存在问题。
2.2 结果描述
2.2.1 BMSCs的来源和特点 BMSCs是骨髓内除造血干细胞之外的另一类干细胞，具有高度自我更新能力和多向分化潜能的特点[8]，在体内外均具有支持和调控造血的作用。因其比较容易贴壁和形成成纤维样的克隆，因此也称成纤维细胞集落形成单位(Colonyforming Unit fibroblast，CFU-F)[9]。最早由Friedenstein等[10]进行骨髓培养时发现。典型的BMSCs形态为核仁明显、核浆比例大、均一梭型的成纤维样细胞，呈漩涡状生长，其高表达CD13(+)、SH2(+)、SH3(+)等，其最主要的生物学特性：①免疫学特性：免疫原性和免疫调节性。间充质细胞是比较原始的细胞，其免疫原性较弱。有研究表明，间充质干细胞可以抑制T细胞的增殖从而导致免疫耐受[11]，即使是异体移植，也无明显的免疫排斥反应。②促组织修复和细胞分化。BMSCs是存在于骨髓组织中的一类成体干细胞，在一定的诱导条件下，可向成骨细胞、脂肪细胞、骨骼肌、肌腱细胞等中胚层细胞分化，同时可向内外胚层的星形胶质细胞、神经元、血管内皮细胞和心肌细胞分化[12]。BMSCs这种跨系跨胚层横向分化的可塑性及分化潜能使得它为肝脏组织修复提供巨大前景性[13]。
2.2.2 BMSCs的分离纯化与体外扩增 BMSCs体外分离方法主要全骨髓贴壁筛选法、密度梯度离心法、免疫磁珠法、及流式细胞仪分选法。全骨髓贴壁筛选法所获得的细胞数量多，增殖速度快，但其纯度有限，成分复杂；密度梯度离心法所得细胞纯度高，分化能力好，但增殖能力较差；免疫磁珠法的优点在于高度特异性，可处理大量的细胞以满足临床需要，但对细胞活性有一定影响；流式细胞仪分选法虽得细胞纯度高，但细胞易被污染，且操作繁琐，费用昂贵等。目前，临床上多开展使用的方法是全骨髓贴壁筛选法结合密度梯度离心法[14]。
由于骨髓的细胞组成复杂，细胞功能各异，其中BMSCs含量很少，仅占骨髓细胞的0.001%~0.01%，即每104~105个单核细胞中仅含有1个MSC。故而为用于组织工程学以及科研临床，体外扩增培养必不可少，分离出高纯度的BMSCs是原代培养的关键技术[15]。
2.2.3 BMSCs用于肝衰竭治疗的作用机制国内外多次实验证明，将BMSCs移植入受损的肝脏组织中，通过免疫荧光标记和体内成像追踪均有BMSCs在肝脏中的定植，且对比BMSCs移植入肝损伤组和正常组后，发现BMSCs在肝损伤组中定植的数量、分布范围明显高于正常组[16-17]。原因可能是肝损伤后刺激肝脏再生，在肝细胞修复的微环境中诱导骨髓间充质干细胞向受损肝脏定植，转分化为具部分肝功能的类肝样细胞，从而参与受损肝脏组织的修复过程。
2.2.4 BMSCs转分化为类肝样细胞转分化其具体含义是指一种定向分化的细胞通过改变基因表达模式而成为另一种完全不同的细胞，且向不同谱系和不同胚层来源的细胞分化，此种跨系或跨胚层的分化现象就叫转分化，BMSCs在肝脏微环境中可转分化为肝干细胞及类肝样细胞。早在20世纪初，Theise等[18]通过免疫荧光标记的方法，发现在移植了男性骨髓的女性患者的肝脏中存在Y染色体阳性的肝细胞和胆管细胞，从而证实人的肝细胞和胆管细胞可由骨髓间充质干细胞分化生成。随后Alison等[19]也证实骨髓移植患者的肝脏中也有来源于骨髓的肝细胞。
2.2.5 细胞融合细胞融合是指干细胞与其所处微环境中的成熟细胞发生融合形成一种异质细胞，然后将骨髓细胞基因表达模式转化为与之融合的非造血细胞的表达模式[20]。动物实验研究认为，骨髓来源干细胞对肝细胞的修复表现为细胞融合，融合细胞的生长分化方式重构，向肝细胞方向发展。Wang等[21]将BMSCs移植
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到鼠肝损伤模型，监测受体肝细胞DNA ，发现超过一半的细胞染色体组与供体相同或是与供体融合的产物，支持干细胞移植后与宿主细胞融合的观点。
2.2.6 BMSCs 趋化特性和骨髓干细胞分泌因子 相关实验证实认为，组织损伤可为骨髓细胞跨越细胞谱系进行转分化提供适宜的环境，BMSCs 在肝损伤特定微环境诱导下趋化到相应部位，定向分化为肝前体细胞和肝细胞，具有强大的更新能力
[22]
。Paresekkadan 等
[23]
在
CCl 4和D-gal 诱导的鼠急性肝损害实验中，通过移植入鼠自体MSCs 发现，在损伤部位炎症因子作用下，其能通过血液循环迁移到受损部位参与修复，并产生大量的细胞因子，这就意味着间充质干细胞有向损伤部位趋化的能力。另一方面，在肝脏微环境中BMSCs 产生的自分泌和旁分泌因子，如细胞因子、生长因子等物质从而阻止细胞免疫损伤反应，这些物质俗称骨髓干细胞分泌因子(Mesenchymal stem cell-derived Molecules, MSC-CM)。
2.2.7 BMSCs 细胞系的研究现状 近期，日本医学家Masahiro 等
[24]
在鼠骨髓干细胞分离培养的实验中发现，
来源于不同鼠种的骨髓干细胞通过增殖可获得克隆细胞系(Clonal cell lines)rBM25/S3、rBM25/S6和rBM48/F8-1，这些克隆细胞系高表达CD29，CD44，CD49b ，CD90和纤维连接蛋白，当在体外含肝细胞因子、成纤维细胞生长因子、表皮生长因子等的培养环境中，经诱导可分化为具有部分肝功能的类肝细胞(Hepatocyte-like cells)。将此移植入90%肝切除的急性肝衰竭小鼠体内，结果发现小鼠生存率为33.3%，且肝功能指标在移植后三四周逐渐恢复正常。
2.2.8 BMSCs 抑制RhoA-ROCK 信号转导通路 Rho GTP 酶家族是小分子量的Ras 超家族成员，根据其序列和功能可分为3个亚族，即Rho(包括RhoA 、RhoB 和RhoC 等)、Rac 和Cdc42
[25]
。RhoA 是Rho 信号通
路最重要的信号分子，激活后的RhoA 能调节影响包括细胞骨架的重构、转录因子激活等许多生物学效应。RhoA 主要通过下游效应分子Rho 相关激酶(Rho-associated kinase, ROCK)发挥作用。激活状态的RhoA 与ROCK 结合可调节细胞的多种行为并在炎症介质和细胞因子所介导的细胞损伤中发挥重要作用
[25]
。
国外Shiotani 等
[26]
、Thorlacius 等
[27]
已通过实验证
实RhoA-ROCK 信号通路与急性肝损伤的发生发展有着密切的联系，其通过调节肝细胞的NADPH 氧化酶信号转导途径，介导炎症因子生成，诱导并加重肝细胞凋亡。Ikeda 等
[28]
实验证明RhoA-ROCK 信号通路被抑制
剂阻断后，可活化磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)/Akt 信号通路，下调Caspase-3活性，增强Bcl-2表达，抑制肝脏实质细胞损伤和/或凋亡。
综上所述，骨髓间充质干细胞移植后在体内微环
境、细胞生长因子、细胞外基质等多种因素的共同作用下，不仅可分化为类肝细胞，还有对受损肝细胞的修复功能，这为以后临床上治疗肝衰竭提供了一个重要选择。
2.2.9 BMSCs 在肝衰竭治疗中应用现状及存在问题
应用现状：已有大量实验数据充分证实，骨髓中确实
存在能分化为肝细胞的干细胞，直接将其移植到肝脏，在肝脏微环境下可分化为肝细胞，因此骨髓干细胞移植为多种严重肝病的治疗开辟了新的领域。Parekkadan 等
[23]
发现BMSCs 来源的细胞因子能够防止肝细胞坏
死，提高暴发性肝衰竭的生存率。最近Kuo 等[29]
用CCl 4
诱导非肥胖糖尿病联合重症免疫缺陷小鼠出现致死性暴发性肝衰竭，随后以不同剂量的BMSCs 通过脾内或静脉内移植治疗，取得了很好的效果。国内刘迎娣等[30]
、
姚鹏等
[31]
报道使用骨髓肝细胞移植治疗严重肝病，可以
明显改善凝血功能、降低胆红素、改善患者近期生存率。总之，大量实验性研究显示骨髓间充质干细胞具有持久生成干细胞和胆管细胞的能力，具有构建肝组织结构的作用。在肝损伤后的修复过程中，参与补充因损伤而减少的干细胞数量，参与修复因损伤破坏的肝组织结构。
存在问题：尽管自体骨髓间充质干细胞移植术已逐渐
开展应用至肝衰竭治疗中，但仍有一些问题急需解决：①如何进一步完善骨髓干细胞的体外分离、培养、鉴定等技术，确保其更好向肝样细胞定向分化和扩增。②移植方式、不问、最佳时机的选择以及移植细胞的最佳数量有待进一步探讨。③细胞移植后需要建立一个有效的体内跟踪体系，以便更好地观察骨髓干细胞在肝脏内的归巢和定位。④自体骨髓间充质干细胞移植的长期疗效和安全性有待进一步观察。
3 BMSCs 的研究前景及展望
目前，骨髓干细胞自体移植在临床治疗终末期肝病方面的研究尚处于起步阶段，但已在肝衰竭领域中逐步发挥巨大的潜力及应用前景。中国病毒性肝炎发病率高达113.2/10万人，乙型肝炎病毒感染约1.2亿，丙型肝炎及酒精性肝炎、脂肪性肝、药物性肝炎、自身免疫性肝炎等发病率也在不断增加，约30%的肝炎最终因肝功能衰竭而死亡。肝脏干细胞治疗的研究在治疗肝衰竭方面取得了很大进展，国内外学者均有输注骨髓间充质干细胞有助于缓解肝衰竭所致肝功能不全的报道。
虽然胚胎干细胞在体内也可分化为成熟的肝细胞，由于流产胚胎的来源涉及伦理等问题，故限制其广泛应用。然而，BMSCs 来源充足，可自体取材，增殖能力强，在体内外均有极强的向肝系细胞分化的能力，优于以上其他来源肝干细胞的种子细胞，最有希望用于细胞移植来治疗肝病。随着细胞工程、基因工程和相关技术
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的发展及其在BMSCs 研究中的应用，BMSCs 横向分化为肝细胞的研究将逐步深入，骨髓肝细胞自体移植技术将逐步完善，BMSCs 应用于临床的基础问题逐步得到解决，相信骨髓间充质干细胞最终能获得真正意义上向肝细胞分化，并达到病变肝的有效功能替代，为临床治疗肝衰竭患者带来新的希望。
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间充质干细胞在医学中的应用文献综述
间充质干细胞在医学中的应用文献综述 学院：生命科学学院 年级：2011 姓名：张胜男
前言:干细胞是具有增殖分化潜能的一种细胞,人体200多种细胞均起源于一个全能干细 胞---受精卵,出生后的机体生存也依赖于不同组织中的干细胞,进行自我更新和损伤修复.追溯到1895年人类第一次临床应用骨髓移植治疗肿瘤疾病,干细胞在临床上的应用已有100多年的历史,间充质干细胞是干细胞家族的重要成员.随着人类技术的发展,人类具备了从成体组织中提取间充质干细胞的能力,并可以在体外进行大量的细胞扩增培养,但是间充质干细胞临床试验研究所面临的基础理论、实验技术、行业法规，法律伦理等问题，使其在真正走向临床应用的道路还很艰难，这条路上还有多少障碍？还有多远？需要的不仅仅是生命科学领域研究人员的努力，也需要相关管理部门同行！ 正文： 1间充质干细胞 间充质干细胞英文缩写MSC，存在于多种组织中。 1.1间充质干细胞的发现过程 间充质干细胞最早在骨髓中发现，随后还发现存在于人体发生、发育过程的许多种组织中。目前, 我们能够从骨髓、脂肪、滑膜、骨骼、肌肉、肺、肝、胰腺等组织以及羊水、脐带血中分离和制备间充质干细胞，使用得最多的是骨髓来源的间充质干细胞。 2006年，我国在胎盘和脐带组织中分离出间充质干细胞，这种胎盘和脐带来源的间充质干细胞有可能成为骨髓间充质干细胞的理想替代物，并具有更大的应用潜能。 鉴于间充质干细胞具有多向分化潜能、能支持造血和促进造血干细胞植入、调节免疫以及分离培养操作简便等特点，正日益受到人们的关注。随着间充质干细胞及其相关技术的日益成熟，临床研究已经在许多国家开展。作为种子细胞, 临床上主要用于治疗机体无法自然修复的组织细胞和器官损伤的多种难治性疾病；作为免疫调节细胞，治疗免疫排斥和自身免疫性疾病。 最初的临床研究是1995年由Lazarus等人进行的，他们收集缓解期血液肿瘤患者的自体MSC，在体外扩增培养4~7周，然后再静脉注射入患者体内，患者被分为3组，分别给予不同剂量的MSC，注射后没有观察到毒副作用，提示MSC 用于移植治疗安全可靠。随后自体MSC的临床报道逐渐增多，病种涉及放疗及化疗后造血重建、移植物抗宿主病（GVHD）、心脏系统疾病等，在这些报道中均证明临床经静脉输注安全可靠。 然而自体间充质干细胞的应用过程中逐渐暴露了不便之处：例如扩增能力个体差异很大；潜在的肿瘤细胞污染风险；培养需要一定的时间，不能及时适应病情的需要等。这些制约了自体间充质干细胞的使用。间充质干细胞给未来的再生医学带来了新希望, 对间充质干细胞更深入的研究和临床应用必将在不远的将来造福人类。其中，胎盘和脐带来源的间充质干细胞具有分化潜力大、增殖能力强、免疫原性低、取材方便、无道德伦理问题的限制、易于工业化制备等特征，有可能成为最具临床应用前景的多能干细胞。 1.2 间充质干细胞的生物学特性 间充质干细胞具有其独特的生物学特性
脐带间充质干细胞治疗技术的临床研究策略
脐带间充质干细胞治疗技术的临床研究策略 脐带间充质干细胞（UCMSC ）具备药品的“工厂化、规模化、标准化”生产特点，是目前“成药”性最高的成体干细胞（ASC ）之一。UCMSC 还有广泛的生物效应，对各种损伤、退变和炎症性疾病的疗效明确，且具有免疫原性低、异体治疗无免疫排斥反应、临床应用的安全性高、无伦理限制等临床应用优势。UCMSC 的研究与应用受到了国内外研究者的广泛关注，已对其高效制备技术、体内生物学行为、临床疗效与机制及安全性进行了深入研究，解决了临床前关键技术和理论问题，进入了迈向临床验证的最后一公里，即将成为临床疾病治疗的新型“药物”和技术。但如何科学、合理、规范、循序渐进地推进UCMSC 向临床转化，是管理部门和研究者共同面临的问题。笔者在对UCMSC 进行系统性临床前研究的基础上，对UCMSC 治疗系统性损伤和自身免疫性疾病的临床技术及规范进行了探讨。 1 . UCMSC 治疗的临床适应证 UCMSC 制剂可在临床上用于涉及组织细胞损害（变性、坏死、缺失）、自身免疫和炎症反应引起的疾病的治疗，但在同种疾病的不同阶段、不同个体之间，疗效可能不尽相同，其原因在于UCMSC 来源、质量及临床实施方法的差异。根据UCMSC 的生物学特性及疾病治疗机制研究进展，UCMSC 的临床适应证主要有： （1）机械性创伤：包括武器、交通与意外伤害、自然灾害等导致的各种类型的组织器官损伤； （2）退变性疾病：如衰老、器官纤维化、骨质疏松、器官萎缩、动脉硬化等； （3）缺血性疾病：心脑血管意外、血管栓塞等； （4）中毒性疾病：如酒精、食物、药物、毒剂、环境等导致的肝、肾、神经中毒等； （5）自身免疫性疾病：系统性红斑狼疮，再生障碍性贫血、类风湿性关节炎、多发性硬化、自身免疫性肝病等； （6）炎症性疾病：慢性炎症、急性系统性炎症综合征等； （7）代谢性疾病：糖尿病、甲状腺功能异常、高血酯症、高血压等； （8）组织残缺性疾病：主要用于组织缺损的局部再生及人工组织构建与移植治疗。 总之，UCMSC 的适应范围很广，可通过多种机制发挥治疗作用，对并发多种疾病的患者有“一药治多病”的效应。
骨髓间充质干细胞研究进展(一)
骨髓间充质干细胞研究进展(一) 【摘要】骨髓间充质干细胞是干细胞领域的研究热点之一。虽然近几年来有关间充质干细胞的研究已取得了很大进展，但仍有很多问题有待进一步解决。本文主要对间充质干细胞的生物学特性、以及免疫耐受性、分化和促修复、间充质干细胞的标记等问题进行综述。 【关键词】骨髓间充质干细胞分化标记 骨髓间充质干细胞，BMSCs)是骨髓内除造血干细胞(hematopoieticstemcells，HSC)之外的另一类干细胞，是骨髓造血微环境的重要组成部分，在体内外均具有支持和调控造血的作用。因其比较容易贴壁和形成成纤维样的克隆，因此也称成纤维细胞集落形成单位(Colonyformingunitfibroblast，。又由于它们来自骨髓的支持结构，并作为滋养层支持造血干细胞的生长，因此也有人称其为骨髓基质细胞(Bonemarrowstromalcells，BMSCs)。 1骨髓MSCs的生物学特性 不同物种的BMSCs体外培养的形态学特征大致相同，主要表现为梭形、纺锤形，少数为多角形。目前，BMSCs的分离方法主要有以下几种：(1)全骨髓培养，是将无菌抽取的骨髓加入培养液制成细胞悬液并培养，原代培养培养物以造血细胞成分居多，为利于BMSCs的贴壁生长，可采用DMEM和胎牛血清培养。BMSCs对营养要求高，胎牛血清终浓度为10％～20％，有人认为红细胞会随着换液而逐渐被自然去除，对BMSCs影响不大。细胞融合后以1:2比例传代，3～4天换液一次〔1〕；(2)离心培养法，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；(3)细胞表面分子标记分选法，主要是根据BMSCs的细胞表面分子特征来分离。一般采用流式细胞仪、免疫磁珠或免疫沉积法来进行分选。但由于目前仍未找到BMSCs 特异性的细胞表面标记物〔2〕该法较少采用。影响BMSCs扩增的主要因素：(1)血清：血清对大量扩增BMSCs起着重要的作用，不同浓度的血清对培养BMScs纯度的影响亦较大，常用1０%～20%的胎牛血清培养BMSCs;(2)接种密度：BMSCs的体外扩增速度与其接种密度也有关，一般认为较低密度种植有益于增殖。高密度接种后细胞生长较慢其原因可能是由于细胞间的接触抑制，或细胞释放到培养基中的因子影响了BMSCs的生长;(3)细胞因子：一些细胞因子对于维持BMSCs增殖和未分化状态亦十分重要;(4)动物种属：一般认为BMSCs的生长特性相似，但也有资料显示BMSCs生长特点有种属差异〔3〕。 2间充质干细胞移植后的免疫耐受性 在移植治疗中，一般情况下，移植物会引起宿主的免疫排斥反应。但对于间充质干细胞来说却不是这样。实验表明间充质干细胞可以抑制T细胞的增殖从而导致免疫耐受〔4～7〕。T 细胞与其它细胞的相互作用可以通过混和淋巴细胞反应来观察。被标记的T细胞与其它细胞混合后，如果可以引起T细胞的免疫反应，则可以观察到T细胞的增殖现象。但当把间充质干细胞与T细胞混合后却观察不到T细胞的增殖反应，而且这种现象并不是由于T细胞凋亡或其它的有害作用引起的。因为在去除间充质干细胞后，这些T细胞仍然可以对其它物质进行反应。此外，使用趋化膜将两种细胞分隔开培养后，间充质干细胞对T细胞的抑制作用依然存在，表明这种抑制作用可能通过某种可溶性的小分子起作用。另外，除了未分化的间充质干细胞可以抑制T细胞的增殖外，实验也表明，随着干细胞的分化，其抗原性并没有随之增加〔8〕。总之，间充质干细胞可以通过某种机制抑制T细胞的成熟来逃避免疫系统的清除。也暗示间充质干细胞可能在机体免疫系统的调节及骨髓中各种干细胞未分化状态的维持方面起作用。 3促组织修复和细胞分化 骨髓间充质干细胞(BMSCs)是存在于骨髓组织中的一类成体干细胞(adultstemcells，AS)，在一
人骨髓间充质干细胞的贴壁分离与体外培养
万方数据
ＩＳＳＮ１６７３—８２２５ＣＮ２１．１５３９／Ｒ赵凌云，等人骨髓间充质干细胞的贴壁分离与体外培养ｗｗＭ．ｚｇｌｃｋｆ，ｃｏｍｋｆ２３３８５０８３＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ ０引言 骨髓间充质干细胞是具有形成骨、软骨、脂肪、神经和成肌细胞能力的多种分化潜能的细胞亚群，取材方便，易于体外扩增，可进行自体移植，而不存在组织配型和免疫排斥的问题，被认为是骨组织工程中最佳的种子细胞。本实验目的在于建立一种可行的骨髓间充质干细胞取材和分离扩增的培养方法。 １材料和方法 设计：开放性实验。 单位：解放军济南军区总医院脊髓修复科。 材料：实验于２００６—０２／１２在解放军济南军区总医院脊髓修复科完成。骨髓来源于解放军济南军区总医院脊髓修复科收治的脊髓完全性损伤患者，对本实验均知情同意。基础培养液由含体积分数为０．１５胎牛血清和低糖仪一ＭＥＭ配置。低糖ｄ－ＭＥＭ培养基（Ｈｙｃｌｏｎｅ）；淋巴细胞分离液（密度１．０７７ｇ／ｍＬ，上海试剂二厂生产）；胰蛋白酶，胎牛血清（Ｇｉｂｉｃｏ）；Ｃ０２培养箱（上海力申科学仪器有限公司，ＨＦ９０）；生物安全柜（上海力申科学仪器有限公司，ＨＦｓａｆｅ一１２００／ｃ）；倒置显微镜（Ｌｅｉｃａ）；离心机（ＪＯＵＡＮＢ４ｉ多功能台式机）。 设计、实施、评估者：设计、实施为第一作者，评估为第二、三作者，均经过系统培训，未使用盲法评估。 方法： 骨髓间充质干细胞的分离及传代培养：在无菌条件下，以含５ｍＬ肝素钠生理盐水的２０ｍＬ注射器，于患者髂后上棘穿刺抽取骨髓组织６ｍＬ，移入含５ｍＬ肝素钠生理盐水的试管内，混匀，而后沿管壁缓慢加入含１０ｍＬ淋巴细胞分离液的离心管中，２０００ｒ，ｍｉｎ离心２０ｍｉｎ，小心吸取界面层细胞，用Ｄ—Ｈａｎｋｓ平衡盐溶液洗２次，２０００ｒ／ｍｉｎ离心８ｍｉｎ，加入基础培养液，血细胞计数板计数，调整细胞的浓度，将细胞悬液按１０９—１０１０Ｌ－１接种于培养瓶，放置３７℃、体积分数为０．０５的Ｃ０２饱和湿度孵箱中培养。于培养后的两三天更换培养液，并用Ｄ－Ｈａｎｋｓ平衡盐溶液冲洗２次，以去除未贴壁的造血细胞，以后每３ｄ换液一次，进一步去除未贴壁的细胞。观察细胞生长情况，待细胞融合成片、长满培养瓶底部后，用质量浓度为２．５ｇ／Ｌ的胰蛋白酶流过所有细胞表面，盖好瓶盖，将培养瓶放在倒置显微镜下观察，发现细胞变圆，部分脱壁，控制消化时间不超过３ｍｉｎ，立即加入２ｍＬ有血清培养液终止消化，用弯头吸管轻轻吹打细胞生长区域，吹打过程中不要用力，结束后再用少量培养液漂洗一遍，然后加入适 ５６５０量培养液计数，分别接种在新的培养瓶内。 骨髓间充质干细胞的生长曲线的绘制：取第３代生长状态良好的细胞，用质量浓度为２．５ｇ／Ｌ的胰蛋白酶消化制成细胞悬液，接种至２４孔培养板，３孔／组，细胞１×１０４／孔，每孔加入培养液１ｍＬ，放置３７℃、体积分数为０．０５的Ｃ０２孵箱中培养。以细胞数为纵坐标，时间为横坐标，绘制细胞生长曲线。 骨髓间充质干细胞贴壁率的测定：取第３代生长状态良好的细胞，用质量浓度为２．５ｇ／Ｌ的胰蛋白酶消化制成细胞悬液，接种至２４孔培养板，３孔／组，细胞１×１０４／孔，每孔加入培养液１ｍＬ，放置３７℃、体积分数为０．０５的Ｃ０２孵箱中培养，每隔２ｈ进行细胞贴壁率检测。 主要观察指标：①骨髓间充质干细胞的形态学观察。②骨髓间充质干细胞的生长曲线。③骨髓间充质干细胞的贴壁率。 统计学分析：由第一作者采用ＥＳＡ４．０软件进行统计处理，数据以娃ｓ表示。 ２结果 ２．１骨髓间充质干细胞的形态学观察倒置显微镜下，骨髓间充质干细胞接种１ｄ即贴壁，２ｄ时贴壁细胞较多。经冲洗和换液去除悬浮细胞后，贴壁细胞继续培养３ｄ开始增殖，伸展为椭圆型、短梭型、多角型及不规则型等（图１）。至１４ｄ细胞密集在集落中心，基本铺满瓶底，第３～５代细胞呈均匀一致的长梭型，排列成旋涡状或放射状（图２）。 图１原代培养的骨髓间充质干细胞贴壁后３ｄ开始增殖，伸展为椭圆型、短梭型、多角型及不规则型等（倒置显微镜，ｘ２０） ２．２骨髓间充质干细胞的生长曲线骨髓间充质干细胞传代后３ｄ内处于潜伏期，３ｄ后进入生长期，７ｄ后进入平台期。第３代骨髓间充质干细胞生长曲线见图３。 Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ１２００。Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００４ｋｆ２３３８５０８３＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ ｗｗｗ．ｚｇｌｃｋｆ．ｃｏｍ 万方数据
间充质干细胞治疗小脑萎缩
间充质干细胞治疗小脑萎缩（山东干细胞网） 遗传性小脑共济失调，即遗传性小脑萎缩，是一组以共济运动障碍为突出表现的慢性进行性小脑变性疾病，发病年龄多在33—34岁，病情进行性加重。发病机理目前并不清楚，病变主要累及小脑，但脊髓、颅神经、基底节、脑干、大脑皮质等也可受累。遗传方式为常染色体显性遗传，因此，如果有本病家族史的人尽量不要生育。 患者：宋某，男性，40岁，患有遗传性小脑共济失调，即遗传性小脑萎缩。其具有明显的家族遗传性，其外公、姨、母亲、两个哥哥均患有该病。 入院时，患者口齿不清，行走经常跌倒 ，双手动作笨拙，症状逐渐加重，并出现双下肢无力，下蹲后不能自行站起。后经间充质干细胞移植成功治疗，基本恢复正常的生活。 目前采用的治疗方法是给予体外培养扩增的间充质干细注射，每周1次，共4次为一个疗程，同时给予系统功能锻炼。 干细胞治疗后在这位患者出院的时候，已经能行走稳健，未再出现跌倒情况，口齿清楚。后来，这位患者的两位哥哥也来做间充质干细胞治疗，恢复的效果也不错。 干细胞治疗重度颅脑外伤后遗症期 患者，男性，35岁。诊断：重度颅脑外伤后遗症期 重度颅脑外伤术后言语及肢体活动障碍8个月，拟行神经外科行颅骨修补和干细胞移植治疗。 干细胞移植治疗前： 四肢肌张力均高，以左侧为著，右上肢、右下肢活动较灵活，左侧肢体处于肌紧张状态，疼痛刺激后有屈曲。 影像学检查：双侧大脑见多发片状低密度区，CT值10-15Hu，边尚清。左侧侧脑室后部与左脑内低密度区贯通，脑内见引流管影。脑室系统略扩张，右侧脑室后角增大明显。右侧颅骨见巨大缺损区，左侧颅骨呈术后状态。[印象]双侧大脑多发软化灶、脑积水分流术后。 干细胞移植治疗后效果： 颅骨修补并干细胞脑内移植治疗后4天，患者左侧上肢肌张力明显降低，第二次干细胞移植后，次日患者左上肢肌张力进一步降低，左下肢肌力增强，达三级，屈伸自如(之前在强刺激下能才在水平面屈曲)。该患者再经过一阶段锻炼，有望下地行走。
间充质干细胞与肿瘤关系的研究进展
间充质干细胞与肿瘤关系的研究进展 充质干细胞是中胚层发育的早期细胞，是一种未分化细胞，广泛存在于已分化组织中。间充质干细胞( mesenchymalstem cells，MSCs) 是一种无造血功能的干细胞，广泛存在于胎儿和成人的各种组织和脏器中，其中骨髓中的含量最多。MSCs 具有较强的增殖能力及多项分化潜能，可分化为成纤维细胞、成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞和肺泡上皮细胞等，在心血管系统、神经系统、呼吸系统和创伤等领域得到广泛应用。MSCs 不仅能转化成恶性肿瘤细胞，并且对肿瘤的发生发展的过程也有影响。MSCs 在肿瘤局部的作用可表现为促进肿瘤生长，发挥免疫抑制作用，抑制肿瘤凋亡，刺激血管生成、增殖，促进肿瘤细胞的转移。而MSCs 具有向肿瘤组织趋化迁移的特性，可以将MSCs 作为肿瘤治疗的载体，通过病毒载体将各种对肿瘤有抑制作用的基因转染到MSCs 来达到抑制甚至杀死肿瘤的作用，因此MSCs 与肿瘤的关系成为近期研究热点。本文就MSCs 生物学特性、肿瘤趋向性及与肿瘤的关系等作一综述。 1 . MSCs 的生物学特性 人类MSCs 是基质干细胞的成纤维细胞样子集，可以从许多间充质来源的组织中分离，可以分化成不同类型的间充质组织细胞。2006 年国际细胞治疗学会将MSCs 定义为: ( 1) 成纤维细胞样细胞，且呈漩涡状贴壁生长; ( 2) 细胞表型符合CD11b－或CD14－、CD19－或CD79a－、CD34－、CD45－、人类白细胞抗原-DＲ－、CD73 +、CD90 + 和CD105 + ; ( 3) 可向软骨细胞、成骨细胞、脂肪细胞三系分化。MSCs 最多见于骨髓，骨髓衍生的MSC 可以在体外分化为主要的中胚层谱系，包括骨细胞和成骨细胞、软骨细胞、肌细胞和脂肪细胞，并且在一定的培养条件下，能够分化成神经细胞、胰腺细胞和肺泡细胞。MSCs 不表达白细胞谱系的生物学标志，却和单核/巨噬细胞及上皮细胞( 表皮生长因子家族中的几个成员) 拥有相似的生物学标志。MSCs 具有低免疫原性的特点，研究发现，通过静脉注射骨髓源性的MSCs，一般不发生移植排斥反应，即使个别发生排斥反应，其排斥程度也比较轻，MSCs 可以抑制外周血白细胞的生长且和其剂量呈正相关。MSCs 不表达或低表达MHC-Ⅱ分子和T 细胞共同刺激分子可能是导致其低免疫原性的主要原因。 2 . MSCs 的肿瘤趋向性 上皮源性实体瘤的微环境是由癌细胞、内皮细胞、免疫细胞、骨髓细胞、细胞外基质成分和不同类型的MSCs 构成，和癌症所处分期息息相关。这些组成部分对于肿瘤的生长、宿主的抗肿瘤反应、抗肿瘤治疗的效果评价等方面均扮演重要的作用。NAKAMIZO 等研究发现，用荧光标记的MSCs 分别经两侧颈动脉注入神经胶质瘤小鼠模型，发现不论注入肿瘤同侧或者肿瘤对侧均可检测到MSCs聚集到脑肿瘤组织内，说明MSCs 可特异性地聚集于肿瘤局部，而肿瘤组织对MSCs 的招募机制可能与肿瘤微环境中存在的一系列细胞因子有关。有研究发现神经胶质瘤细胞可分泌血小板衍生生长因子、表皮生长因子和基质细胞衍生因子等相关细胞因子，而这些因子可明显增强MSCs 的迁移能力，加入这些因子的抗体，则可明显减弱MSCs 在基质胶上的迁移能力，提示这些细胞因子可能介导MSCs 向神经胶质瘤的趋化作用。通过用增强型绿色荧光蛋白EGFＲ阳性的骨髓细胞更换荷瘤小鼠的骨髓细胞或通过皮下移植EGFP 阳性脂肪组织至荷瘤小鼠，证实小鼠肿瘤组织中的MSCs 来源于骨髓，肿瘤附近的脂肪组织也存在MSCs，而这两个来源的MSCs 在肿瘤组织中的作用有一些差异。MSCs 被发现存在于细胞微环境中，具有成纤维细胞的特性，可以分泌细胞因
_骨髓间充质干细胞在骨科中的应用
第9卷第18期·总第122期 2011年09月·下半月刊 87骨髓间充质干细胞在骨科中的应用※ 陈亮1陈跃平1,2* 摘要：骨髓间充质干细胞（BMSC）是一种来自中胚层发育的早期干细胞，具有多向分化潜能的特性，可分化为骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等。临床上还运用BMSC治疗骨科疾病大量的体外实验已获成功。 关键词：骨髓间充质干细胞；骨科学；文献综述 doi：10.3969/j.issn.1672-2779.2011.18.055 文章编号：1672-2779（2011）-18-0087-03 骨髓中含有2类干细胞，①造血干细胞，它为循环血液提供前体细胞；②非造血性干细胞，它是骨髓中造血结构性和功能性支持细胞，在调节造血干细胞的长期存活，生长分化中起重要作用。早期分离培养时，发现其形状呈成纤维细胞样而称其为“成纤维细胞集落形成单位”或“骨髓基质成纤维细胞”。随着研究的深入，人们发现其对骨髓造血干细胞起支持诱导作用，又因其来自于骨髓基质，因而称其为“骨髓基质细胞”。因其在不同的诱导条件下，有向中胚层组织细胞分化的能力，又称其为“骨髓间充质干细胞”。 1 骨髓间充质干细胞多向分化特性 多向分化潜能被认为是BMSC最重要的生物学特征。大量体外实验证明，在不同诱导条件下，BMSC可以向多种中胚层来源的组织细胞分化，如成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等。 1.1 BMSC向成骨细胞的定向诱导分化BMSC在体外培养中，通过地塞米松、β磷酸甘油和抗坏血酸等的诱导，能够分化为成骨细胞。Ouyang等[1]在培养基内加入抗坏血酸后BMSC排列紧密呈片状生长，将BMSC片与去除矿物质的移植骨片结合植入受损部位，3周后形态学、组织学、免疫组织化学观察显示，植入物的结构与正常骨膜相似，并向成骨、软骨分化。 1.2 BMSC向软骨细胞的定向诱导分化BMSC向软骨细胞的定向诱导分化将此分离的BMSC加入无血清培养体系中培养，培养体系中加入转化生长因子β、软骨来源形态形成蛋白及整合素可促使BMSC向软骨细胞分化。舒朝锋等[2]实验证明，在单层诱导培养条件下，人骨髓BMSC能分泌软骨细胞特征性细胞外基质如Ⅱ型胶原、糖胺多糖等，具有作为软骨组织工程种子细胞来源的可能。 1.3 BMSC向脂肪细胞的定向诱导分化 1999年，Pittenger等[3]人的BMSC培养体系中加入甲基异丁基黄嘌呤、地塞米松、胰岛素和茚甲新等，结果成功地诱导出脂肪细胞，细胞内聚集脂滴，并表达过氧化物酶体增殖物激活受体，脂蛋白脂酶和脂肪酸结合蛋白aP2。在这种培养条件下，约95%的细胞向此系分化，细胞内的脂质小泡持续增加直至充满细胞，这些物质可被油红染成红色。 ※基金项目：广西壮族自治区科技厅自然基金[No：2010GXNSFA013223] 作者单位：1 广西中医学院附属瑞康医院骨科（南宁530011） 2 南方医科大学在读博士（南宁530011） *通讯作者 2 骨髓间充质干细胞的分离方法 骨髓中BMSC含量很少，仅占骨髓内单个核细胞总数的0. 001%～0.01%，并随年龄的增加而减少，因此，必须实现其体外分离培养、扩增。目前BMSC的分离方法主要以下几种：①密度梯度离心法：主要根据骨髓中细胞成分的比重不同，清除红细胞，分离提取骨髓单个核细胞进行贴壁培养。目前较常用Percoll 液（1.073 g/ml）和Ficoll 液（1.077 g/ml）进行密度梯度离心。值得注意的是，不同密度的分离液对BMSC的纯度影响极大。这种方法分离培养的BMSC大小均匀，纯度较高，Pittenger等[4]在过密度梯度离心法分离培养的BMSC在第1代纯度可达95%，第2代达98%。因此该法被广泛采用。②贴壁筛选法：即全骨髓法，是根据BMSC贴壁生长而造血系细胞悬浮生长的特性，通过定期换液除去不贴壁细胞，收集贴壁生长BMSC，其纯度可达95%。目前多用这两种方法，细胞的粘附特性仍是分离和纯化BMSC的最基本原则，物理性富集后塑料器皿内的贴壁培养仍是分离BMSC的最基本方法，更好的分离方法还有待于进一步的探索。 3 BMSC的表面标志及鉴定 3.1 表面标志到目前为止，BMSC的表面抗原具有非专一性，它表达了间质细胞、内皮细胞和表皮细胞的表面标志。主要包括：①粘附分子，如CD166、CD54、CD102、CD44、CD106等。②生长因子和细胞因子受体，如IL-1受体、IL-3受体、IL-4受体、IL-6受体、IL-7受体、干扰素γ受体、肿瘤坏死因子α等。③整合素家族成员，包括CD49a、CD49b、CD49c、CD29、CD104等。④其它，如CD90、CD105等。不表达造血细胞的表面标志，如CD34、CD45、CD14、CD3、CD4、CD8等，也不表达与人白细胞抗原识别有关的共刺激分子B721、B722及主要组织兼容性复合物Ⅱ类分子如人白细胞DR 抗原等[5,6]。此外，BMSC自身还能产生一些造血及非造血的生长因子、白细胞介素和化学激动因子，但除细胞因子是持续性产生外，其它的仅仅在受到刺激后表达，BMSC还能产生一系列的基质分子，包括纤维连接素、胶原、蛋白聚糖，还能表达基质2细胞，细胞2细胞等相互作用的反受体，其中特别有关的是对CD44强表达，CD44是多种配体的受体，其分别在骨、骨髓中对细胞外基质构建起着重要的作用[7,8 ]。 3.2 鉴定对BMSC进行鉴定可联合细胞化学和流式细胞分析方法[9]。细胞化学方法，BMSC具有独特的代谢特点，几乎所有细胞酸性萘酚酸酯酶及糖原阳性，酸
间充质干细胞在免疫治疗中的应用
文章编号(Article ID):1009-2137(2005)01-0158-06?综述?间充质干细胞在免疫治疗中的应用 廖联明,韩钦,赵春华 中国医学科学院基础医学研究所,北京,100730 摘要 近年来对间充质干细胞的研究越来越多,对于间充质干细胞的自我更新和体外扩增的能力及其多向分化的潜能已经被广泛认识。同时,间充质干细胞还具备低免疫原性以及免疫调节活性,使其非常适合用于细胞治疗。目前对间充质干细胞发挥免疫调节的作用机制还不完全了解。本文综述了间充质干细胞免疫调节机制的研究现状及其在免疫治疗中的应用前景。 关键词 间充质干细胞;免疫调节;免疫耐受 中图分类号 R39214;R730.51文献标识码 A Application of Mesenchymal Stem Cell in Immunotherapy———Review L IA O L ian2M i ng,HA N Qi n,ZHA O Chun2Hua Instit nte of Basic Medical Sciences,Chi nese Academy of Medical Sciences,Beiji ng100730,Chi na Abstract There has been an increasing interest in recent years on mesenchymal stem cell(MSC).It is well known that MSCs are capable of self2renewal and differentiating into many cell lineages.MSC can be expended to a large quantity that is required for clinical trans plantation.Recent studies show that MSC have potential application in immune diseases due to their unique immunologic characteristics,such as low immunogenicity and immunoregulatory function.But their immunoregulatory mechanism is not yet clear.This review discusses the advances in researches on the mechanism of MSCs′immunoregulatory function and potential clinical application in immune disease and organ transplantation. K ey w ords Mesenchymal stem cell;immune regulation;immune tolerance J Ex p Hem atol2005;13(1):158-163 免疫抑制剂在器官移植和自身免疫性疾病的临床治疗中起着举足轻重的作用。但是,免疫抑制剂的副作用,包括免疫抑制引起的感染、肿瘤发生率增加等,也一直困扰着临床医生。在器官移植中,诱导受者对异基因移植物的特异性免疫耐受,减少、甚至完全不用免疫抑制剂,一直是免疫学家和临床医生的一个梦想。这是理论上解决异基因移植排斥,骨髓移植中移植物抗宿主病等临床问题的最佳方案。 在器官或组织移植中,稳定嵌合与特异性耐受诱导密切相关1。已有报道,骨髓干细胞移植后在受者体内可检测到稳定的造血系嵌合,并能诱导对供者的特异性耐受2-4。但骨髓移植前预处理的毒性、移植失败的风险和移植后出现的急、慢性移植物抗宿主病等问题,使骨髓移植仍然局限于恶性肿瘤或严重免疫系统疾病的患者,不适合用于特异性免疫耐受的诱导。最近报道,在未作任何预处理的大鼠中,胚胎样干细胞移植后在其体内可建立造血嵌合,并能诱导对随后相同供者来源的心脏移植物的特异耐受5。这一发现对寻找理想的免疫耐受诱导方法的研究者是一个很大的鼓舞。但是,胚胎干细胞存在众所周知的伦理问题和导致胚胎瘤的潜在危险。因此,在器官移植特异性耐受诱导方面,除了骨髓干细胞和胚胎干细胞以外,寻找一个新的细胞群体是非常必需的。最近,我们以及其他实验室都观察到骨髓源的间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)具有免疫调节活性。在小鼠6和灵长类动物7中,输注MSC可以延长异基因皮肤移植物的存活。在造血系统恶性肿瘤患者接受骨髓干细胞移植的同时输注供者来源的MSC,观察到MSC移植组的移植物抗宿主病(GV HD)发生率明显低于未移植MSC组8。另一研究小组也报道了相近的实验结果9。虽然结果还只是初步的,但为MSC的免疫调节特性提供了直接的证据。目前,MSC对免疫系统影响还并不十分清楚,它们潜在的临床应用价值,包括诱导异基因移植物耐受和免疫调节作用,还有待于进一步的研究。 通讯作者:赵春华,教授,博士,组织工程中心主任.电话:(086)22-27210060.传真:(086)22-27210060.E2mail:chunhuaz@public. https://www.wendangku.net/doc/6e1185835.html, 2003-11-26收稿;2004-09-01接受 ? 8 5 1 ?中国实验血液学杂志 Journal of Ex perimental Hem atology2005;13(1):158-163
人骨髓间充质干细胞的生物学特性分析
[基金项目]广东省科技计划项目资助(2002A3020206)。?论著? 人骨髓间充质干细胞的生物学特性分析 陈建锋1,高 毅2,潘明新2 (1中国人民解放军第401医院,山东青岛266071;2南方医科大学珠江医院) [摘要] 目的 对人骨髓间充质干细胞(HM SCs)的生物学特性进行初步分析,为其临床应用奠定基础。方法 抽取4例健康人髋骨内骨髓5～20m l,密度梯度离心法分离HM SCs。体外培养扩增后流式细胞仪检测HM-SCs表面标记物;M M T法绘制生长曲线,计算细胞倍增时间;吉姆萨染色法检测细胞核型。结果 HM SCs表面标记物CD29、CD44、CD71、CD105、CD166、HL A-A BC、U EA-1阳性表达;CD34、CD45、HLA-DR阴性表达;生长曲线呈S 形,细胞倍增时间随代次增加而延长;核型分析显示第3、6代HM SCs的染色体数目未发生改变。结论 密度梯度离心法可得到纯度较高的HM SCs,表可达人类间充质干细胞的表型特征。HM SCs可在体外较长时期培养。在第7代之前细胞增殖旺盛,之后细胞增殖能力逐渐下降;在第6代之前染色体数目未发生改变。 [关键词] 人;骨髓;间充质干细胞;细胞培养 [中图分类号] R329.2+7 [文献标识码] A [文章编号] 1002-266X(2006)29-0001-03 Isolati o n an d cu ltivati o n of hu man bone marrow mesen chym al stem cells in vitro an d analysis of th ei r biological characterization s CH EN J ian-f eng,GA O Y i,PA N M ing-x in (401H osp ital of PL A,Qingdao266071,P.R.China) Abstract:[Objective]T o establish a sim ple and feasible method t o culture and pr olifer ate human bone marro w der ived mesenchy mal stem cells(HM SCs)in v itro and analyze t heir biological characterizations.[M ethods]HM SCs w er e isolated by combining gradient density centrifug ation w ith plastic adherence.T he g row th curves o f HM SCs w er e dr aw n by M T T assay,cell phenoty pes wer e detected by flow cyt ometry,cell doubling time was caculated,and cell kar yoty pes wer e measur ed by Giemsa staining.[Results]T he posit ive ex pr essio n of cell pheno type of HM SCs includes CD29,CD44,CD71,CD105,CD166,HL A-A BC,U EA-1,w hile the neg ative expression of cell phenoty pe in-cludes CD34,CD45,HL A-DR.T he g row th curve of HM SCs w as“S”shaped.T he cell doubling time pro longed w ith the passag es increased.T he chr omosome number of HM SCs of passage3and6were both46,same as human be-ings.[Conclusion]HM SCs of higher purity can be isolated by combining gr adient density centrifug ation with plastic adher ence,and maintain cell pheno types as human beings.T he pr olifer ation ability of HM SCs is strong before pas-sag e7,but decreases r apidly later.T he chr omosome number of HM SCs remains orig inal befo re passage6. Key words:human;bone mar row;m esenchymal stem cell;cell culture 骨髓组织可分为造血和基质两大系统。骨髓基质细胞是来源于骨髓基质的一种间充质细胞,在空间上起支持作用,在造血方面起精细的调节作用。体外获得足够的基质细胞是进行各项研究的基础。2004～2005年,我们对人骨髓间充质干细胞(HM SCs)进行了体外培养扩增,并对其表型、生长曲线、核型等生物学特性进行了初步分析。现报告如下。 1 材料与方法1.1 HM SCs的获取及培养 采集4例无血液疾病志愿者髂骨内骨髓5～20ml。5m l骨髓标本中加入5 ml的PBS,900g离心10min2次,以PBS制成4×107细胞数的悬液,取5m l加到5ml Percoll分离液(1.073g/ml)上,900g离心30min,吸取富含有核细胞的中间细胞层。将获取的单个核细胞加2倍量的PBS,900g离心5min,弃上清,以1×106/ml的密度接种于50ml培养瓶中,加入HM SCs完全培养基10 ml。待贴壁细胞达到80%～90%融合后,以1÷3的比例传代培养。 1.2 HM SCs表型鉴定 取传至第3～6代HM SCs, 1 山东医药2006年第46卷第29期
大鼠的骨髓间充质干细胞提取
大鼠的骨髓间充质干细胞提取 第一步，SD大鼠麻醉处死，75%乙醇皮肤消毒，无菌条件下迅速剪开两侧后肢皮肤及肌肉，取股骨及胫骨，浸泡在PBS中。 心得体会：①鼠龄4周，重量在160-200g之间的雄性SD大鼠。老鼠太老了，骨髓都分化的太厉害，没有年幼老鼠的骨髓这么有活力。雌的也行，但是雌的比较厉害，咬人。Wistar 大鼠行不行，也行，但是就品种而言，SD的生存力更强大。 ②我个人认为引颈处死不人道。麻醉药品为氯胺酮、安定、阿托品各一支混到一起，腹腔麻醉，保证30秒老鼠躺倒，安乐死。如果你水平够高，可以直接用注射器抽取心脏内的血液，可以减少手术中老鼠出血较多而影响术野不清的问题。 ③老鼠的两支前肢取下来也行，但老鼠太小，前肢更小，如果你的确需要大量的细胞取下来也无妨。浸泡的15ml的一次性离心管中（也可以用培养皿），管中提前加好含有青链霉素的PBS 10ml就行了，青链霉素的浓度为500U／ml，这样是区别于生长液中青链霉素浓度，组织抑菌是200-500U／ml，生长液抑菌是20-100U／ml。就当初步的消毒吧！ ④整个手术过程要快，一般控制在20分钟之内，时间长了，骨髓会凝，不利于后期的冲洗。老鼠浑身都是宝，可以叫上研究脂肪的，嗅鞘的，心肌的其他人员一起来，把剩下不要的老鼠尸体给别人，做实验要巧花钱。一般老鼠一条腿的一根股骨就够种在一个60mm的皿里了，具体根据个人经验而言。 第二步，⑴将装有骨头的离心管置于紫外线下消毒30分钟后移至超净台，倒掉PBS后，再用含青链霉素的PBS清洗骨头三遍。 ⑵去掉骨头两侧的骨骺端，暴露出骨髓腔，用5ml的一次性注射器吸取5.2ml的细胞生长液，用针头插到骨头的一端冲洗，然后换另一端接着冲。将骨髓冲出的细胞生长液至60mm 培养皿中（皿最好倾斜45度），冲洗数次直至将绝大部分骨髓冲出。 ⑶换1ml注射器的针头，反复在培养皿中吹吸细胞悬液2-3次后再全部吸到无菌容器中，大约此时的细胞悬液为5ml。 心得体会： ①离心管中得骨头要用无菌的镊子夹取，放到一次性培养皿的皿盖上，皿是用来承装细胞悬液的，这样可以节省一个皿。 ②5.2ml的细胞生长液经过冲骨髓后或多或少都会有一些残留在骨髓中，所以到最后可能就剩下5ml细胞悬液了，甚至更少，如果不够5ml，可以加至5ml，这样是方便你计数用的。冲洗的过程中以骨腔颜色变白为标准，基本3-4次就差不多。培养皿倾斜45度是为了在冲洗和吹打过程让较大的杂质停留，方便去除的，相对保持细胞悬液的清晰度。 ③换用1ml的针头是为了能更好的打散细胞，当然这个过程要轻柔，避免用力破坏细胞。无菌容器最好是光滑的，因为在转移细胞悬液的时候会存在细胞的丢失，临床上经常使用的抗生素瓶子就非常好用，但是要经过严格的清洗和消毒。 ④以上的细胞生长液5ml具体配制为 DMEM(90%)+胎牛血清(10%)+L-VC(忽略不计)+青链霉素(忽略不计) 低糖DMEM液（含有glutamine的，Gibco公司的，500ml一瓶，大约60元）浓度90%，5ml细胞生长液中大约需要4.5ml
间充质干细胞培养方法
间充质干细胞培养方法 1. 间充质干细胞MSC基本形态 2. 干细胞应用与干细胞调控。 3. 间充质干细胞MSC生长过程 4. 间充质干细胞MSC培养的合适气体环境 5. 细胞培养板的选择 6. 如何选用细胞培养基 7. 如何维持培养液 p H 8. 血清与干细胞的培养 9. 胎牛血清（F B S ）是否需要灭活 10. 细胞的细菌、真菌污染及排除 11. 细胞培养污染的预防 12. 使用胰蛋白酶时加入 E DTA的目的是什么 13. 胶原酶的种类和选型 14. 胶原酶 V S胰酶 15. 干细胞的种类和表面标记 16. 间质干细胞培养原理概述 17. 间质干细胞成脂和成骨诱导分化 18. 干细胞老化的表现和处理 19. 细胞传代消化过程指导 20. 冷冻保护剂作用和选择 21. 细胞冻存指导 22. 干细胞冷冻和复苏
23. 移植细胞的基因修饰 1．间充质干细胞MSC基本形态 体外培养细胞根据它们在培养器皿是否能贴附于支持物上生长特征，可分为贴附型生长细胞，常表现为成纤维型细胞和上皮细胞。悬浮型细胞在培养中悬浮生长。 间充质干细胞MSC基本形态：形态与成纤维细胞类似，细胞在支持物表面呈梭形或不规则三角形生长，细胞中央有卵圆形核，胞质向外伸出2－3 厘米个长短不同的突起。可看到细胞成螺旋状生长。 2．干细胞应用与干细胞调控 干细胞的调控是指给出适当的因子条件，对干细胞的增殖和分化进行调控，使之向指定的方向发展。 内源性调控 干细胞自身有许多调控因子可对外界信号起反应从而调节其增殖和分化，包括调节细胞不对称分裂的蛋白，控制基因表达的核因子等。另外，干细胞在终末分化之前所进行的分裂次数也受到细胞内调控因子的制约。 （1）胞内蛋白对干细胞分裂的调控 干细胞分裂可能产生新的干细胞或分化的功能细胞。这种分化的不对称是由于细胞本身成分的不均等分配和周围环境的作用造成的。细胞的结构蛋白，特别是细胞骨架成分对细胞的发育非常重要。如在果蝇卵巢中，调控干细胞不对称分裂的是一种称为收缩体的细胞器，包含有许多调节蛋白，如膜收缩蛋白和细胞周期素A。收缩体与纺锤体的结合决定了干细胞分裂的部位，从而把维持干细胞性状所必需的成分保留在子代干细胞中。 （2）转录因子的调控 在脊椎动物中，转录因子对干细胞分化的调节非常重要。比如在胚胎干细胞的发生中，转录因子Oct4 是必需的。Oct4 是一种哺乳动物早期胚胎细胞表达的转录因子，它诱导表达的靶基因产物是FGF-4 等生长因子，能够通过生长因子的旁分泌作用调节干细胞以及周围滋养层的进一步分化。Oct4 缺失突变的胚胎只能发育到囊胚期，其内部细胞不能发育成内层细胞团。另外白血病抑制因子（LIF）对培养的小鼠ES 细胞的自我更新有促进作用，而对人的成体干细胞无作用，说明不同种属间的转录调控是不完全一致的。又如 Tcf/Lef 转录因子家族对上皮干细胞的分化非常重要。Tcf/Lef 是Wnt 信号通路的中间介质，当与β-Catenin 形成转录复合物后，促使角质细胞转化为多能状态并分化为毛囊。
间充质干细胞可治疗的九类疾病
疾病解析 “疾”，一个病字框，里面是一个“有的放矢”的“矢”。这个“矢”就是“射箭”的“箭”。它告诉你，那些从外而来侵害你身体的东西，就像一个人朝你放的冷箭，比如，感冒、风寒、传染病这些外来因素引起的不适就叫“疾”。 再看这个“病”字怎么写?“病”字里面是一个“丙”。在中国文化当中，“丙”是火的意思。在五脏器官里，丙又代表心。所以，“丙火”又可以叫“心火”。心里感到不适有火，人就得病了，就这么简单。 免疫细胞 免疫细胞是白细胞的俗称，包括淋巴细胞和各种吞噬细胞等，也特指能识别抗原，产生特异性免疫应答的淋巴细胞，淋巴细胞是免疫系统的基本成分。 CIK(cytokine-induced killer，中文名：[自体细胞免疫疗法]多种细胞因子诱导的杀伤细胞)，是将人外周血单个核细胞在体外用多种细胞因子(如抗CD3 单克隆抗体，IL-2 和IFN-γ 等)，共同培养一段时间后获得的一群异质细胞，由于该种细胞同时表达CD3+和CD56+两种膜蛋白分子，故又被称为NK细胞样T淋巴细胞，兼具有T淋巴细胞被认为是新一代抗肿瘤过继细胞免疫治疗的首选方案，CIK细胞中的效应细胞CD3+和CD56+细胞在正常人外周血中叫少，仅1%-5%。 干细胞 干细胞在2018年得到了“两会”的关注，表示：“干细胞是人类最重要的生命资源，谁拥有资源谁就拥有未来”，干细胞就像是生命的种子，是一种可以自我更新和再生的多功能细胞而且干细胞对多种疾病的干预治疗效果显著，也被医学称为“万能细胞”，干细胞治疗与以下的9种疾病到底有什么关系? 改善和预防糖尿病 干细胞治疗糖尿病的原理主要是将提取的干细胞进行体外分离、纯化、扩增后输注到患者体内。干细胞在胰腺组织微环境的诱导下分化增殖为胰岛细胞，替代受损的胰岛β细胞，分泌胰岛素，从而达到改善糖尿病的作用。 改善和预防“三高” 干细胞治疗中能提高机体应对各种脂蛋白的代谢功能;能有效降低血糖中低胆固醇，甘油三酯和低密度脂蛋白浓度;能显著提高机体糖代谢功能，有效降低血糖水平;能提高机体能量的供给和消耗平衡功能，具有减少血脂、降低血糖等功效，对原发性高血压、高血糖、高血脂有明显的治疗效果。 改善脑功能衰退 人体的大脑是支配整个人体的司令部，脑功能衰退会出现记忆力减退，思维敏捷度下降，严重者会患上老年痴呆，因为随着年龄的增长凋亡和衰老的脑细胞越来越多，导致大脑衰退，而干细胞可通过诱导分化成脑细胞的干细胞，可取代衰老凋亡的脑细胞，改善记忆力，提高思维能力，有效地防止老年痴呆症的发生。 改善心脏功能衰退 心脏是我们人体最重要的器官，随着年龄的增长加上外界环境的影响，容易出现心肌梗塞，研究表明，通过定向诱导分化的干细胞，能再生梗死的心脏细胞，会让心脏重新充满活力。 改善肝功能衰退 肝脏是人体解毒的重要器官，现如今随着科技的发展，经常熬夜或者加班，不良的生活习惯容易造成肝功能早衰。干细胞治疗肝硬化，一方面能根据周围微环境分化成新的肝脏功能细胞;一方面能“催醒”自身肝脏细胞“再生”;另一方面通过干细胞分泌的各种细胞因子，修复和营养受损的细胞。 改善免疫系统衰退