MSC在骨科基础与临床研究中的进展
骨髓基质干细胞,又称骨髓间充质干细胞(MSC),是来源于中胚层的成体干细胞。具有以下特性: ① 骨髓来源; ②体外培养具有贴壁生长的特性; ③贴壁生长形态呈成纤维样集落形成单位;④具有干细胞多向分化的潜能, 在一定诱导条件下表达不同的表面抗原, 能分化为成骨细胞、成软骨细胞、肌腱细胞、脂肪细胞、内皮细胞和心肌细胞等;⑤表达多种表面标志。
MSC的分离方法包括贴壁筛选法、密度梯度离心法、流式细胞仪筛选法和免疫磁珠法。
各种因素导致的组织和器官缺损和退行性疾病以及遗传缺陷性疾病治愈率低,目前正在尝试用组织工程技术将组织干细胞体外扩增并定向诱导为所需细胞后植入患者体内, 用以修复损伤,替代退行性组织,并改善遗传缺陷组织的功能。MSC被应用于骨骼、软骨和骨髓基质的再生和功能重建,在骨和软骨损伤修复及肌腱重建方面显示出较好效果。将患者自身的MSC回植于患处以治疗骨折不愈合或骨缺损目前已经应用于临床。MSC在基因治疗中也表现出良好应用前景,另外,将其应用于心血管疾病、中枢神经系统疾病及肌肉萎缩、肌肉营养不良等方面的尝试也颇引人注目。
自2000年,北京大学第三医院骨科将密度梯度离心法和贴壁培养法相结合,逐步建立了一套独特且高效的兔、大鼠、小鼠及人骨髓基质干细胞(hMSC)的培养方法,并探索了hMSC向成骨细胞定向诱导分化的条件,发现在培养液中加入合适浓度的抗坏血酸、地塞米松及β-甘油磷酸钠,可以使hMSC定向诱导分化为成骨细胞,将诱导分化的成骨细胞植入裸鼠体内可观察到异位成骨,推测此成骨方式为膜内成骨。此外,还进行了人成骨细胞永生化实验,用逆转录病毒将人端粒酶逆转录酶基因转染成骨细胞,成骨细胞的生存期延长甚至永生化,并且保持成骨细胞的特性。我们还以hMSC定向分化得到的人成骨细胞为工具,对防治骨质疏松的药物进行了筛选。
hMSC有重要的科研和应用价值, 其强大的成骨潜能及移植后无免疫反应等优点, 使hMSC在骨组织工程方面具有广阔的应用前景。但目前还存在许多问题: ①hMSC的分离培养方法还不完善, 体外培养的hMSC中混杂有各种细胞, 如何纯化hMSC还有待对分化各阶段细胞标志物进行研究;②体外长期培养和定向诱导分化是否会引起hMSC细胞核型改变和基因突变?如何控制hMSC的过度增殖以避免肿瘤形成;③各种力学条件对hMSC的影响;④hMSC在体生物学特性尚未完全阐明, 如受损组织如何启动细胞再生能力,如何调控再生终止?这些问题均有待进一步研究。, 百拇医药
MSC的分离方法包括贴壁筛选法、密度梯度离心法、流式细胞仪筛选法和免疫磁珠法。
各种因素导致的组织和器官缺损和退行性疾病以及遗传缺陷性疾病治愈率低,目前正在尝试用组织工程技术将组织干细胞体外扩增并定向诱导为所需细胞后植入患者体内, 用以修复损伤,替代退行性组织,并改善遗传缺陷组织的功能。MSC被应用于骨骼、软骨和骨髓基质的再生和功能重建,在骨和软骨损伤修复及肌腱重建方面显示出较好效果。将患者自身的MSC回植于患处以治疗骨折不愈合或骨缺损目前已经应用于临床。MSC在基因治疗中也表现出良好应用前景,另外,将其应用于心血管疾病、中枢神经系统疾病及肌肉萎缩、肌肉营养不良等方面的尝试也颇引人注目。
自2000年,北京大学第三医院骨科将密度梯度离心法和贴壁培养法相结合,逐步建立了一套独特且高效的兔、大鼠、小鼠及人骨髓基质干细胞(hMSC)的培养方法,并探索了hMSC向成骨细胞定向诱导分化的条件,发现在培养液中加入合适浓度的抗坏血酸、地塞米松及β-甘油磷酸钠,可以使hMSC定向诱导分化为成骨细胞,将诱导分化的成骨细胞植入裸鼠体内可观察到异位成骨,推测此成骨方式为膜内成骨。此外,还进行了人成骨细胞永生化实验,用逆转录病毒将人端粒酶逆转录酶基因转染成骨细胞,成骨细胞的生存期延长甚至永生化,并且保持成骨细胞的特性。我们还以hMSC定向分化得到的人成骨细胞为工具,对防治骨质疏松的药物进行了筛选。
hMSC有重要的科研和应用价值, 其强大的成骨潜能及移植后无免疫反应等优点, 使hMSC在骨组织工程方面具有广阔的应用前景。但目前还存在许多问题: ①hMSC的分离培养方法还不完善, 体外培养的hMSC中混杂有各种细胞, 如何纯化hMSC还有待对分化各阶段细胞标志物进行研究;②体外长期培养和定向诱导分化是否会引起hMSC细胞核型改变和基因突变?如何控制hMSC的过度增殖以避免肿瘤形成;③各种力学条件对hMSC的影响;④hMSC在体生物学特性尚未完全阐明, 如受损组织如何启动细胞再生能力,如何调控再生终止?这些问题均有待进一步研究。, 百拇医药