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

a具有强大的增殖与多向分化的潜能，在适宜的体内或体外环境下具有分化为肌细胞，肝细胞、成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞、基质细胞等多种细胞的能力。

b 具有免疫调节功能，通过细胞间的相互作用及产生细胞因子抑制T细胞的增殖及其免疫反应，从而发挥免疫重建的功能。

c具有来源方便，易于分离、培养、扩增和纯化，多次传代扩增后仍具有干细胞特性，不存在免疫排斥的特性。

通过流式细胞仪检测结果显示，脐血MSCs均一稳定地表达间充质细胞相关的抗原标记：CD29、CD44、CD95、CD105，而不表达与造血有关的表面抗原CD14、CD34、CD40、CD45、HLA-DR。但由于缺少特异性表面标志物，目前还没有直接的方法可鉴定得到MSCs.[1]

1.3间充质干细胞的分离培养条件

以骨髓间充质干细胞为例，骨髓间充质干细胞是最早发现的一类间充质干细胞。选取人骨髓细胞，经传代培养，实验表明，宜选取4h~24h贴壁的有核细胞，培养时向培养基内加入5%~10%胎牛血清，可为细胞提供营养，种植密度（4~8）X104个/ mI的培养条件为最适宜细胞生长；在此条件下，培养扩增的细胞仍具有干细胞多向分化性；其形态呈梭状，具有快速增殖的能力；培养细胞在3~4d进入对数生长期，随后进入平台期，分裂相细胞明显减少；光镜下细胞呈梭状或类成纤维状，2~10代的细胞呈均质状；超微结构显示为早期幼稚细胞形态[2]。

1.4 MSC 鉴定

由于目前尚缺乏MSCs的特异性标志，对MSCs的特征描述及其分离方法都是以细胞群体的形式进行。许多研究表明，MSCs能表达多种表面抗原，但只具有相对特异性，因此人们一直致力于特异性抗体的研究。1991年Simmons等利用

STRO1抗体富集MSCs[3]；1992年Haynesworth用人骨髓基质细胞免疫小鼠，

筛选出3个杂交瘤即SH2、SH3、SH4，其产生的抗体识别人MSCs，而不与骨髓造血细胞系、骨髓基质成纤维细胞反应，也不与成骨细胞和骨细胞反应，因此认为SH2、SH3、SH4这三种抗体是目前鉴定人MSCs的特异性抗体[4]。直到1999年，Barry与Haynesworth首次利用SH2单克隆抗体，从人MSCs中分离纯化该抗原，通过多肽序列分析和质谱测量法确定为CD105，并作为MSCs的细胞表面标志[5]。随后SH3、SH4两种抗体所识别的不同抗原决定簇也确定为CD73[6]。另有研究

报道，MSCs可特异表达SB10，它与激活的白细胞黏附分子相同，并且在分化

过程中消失[7]。最近，Quirici等发现并利用低亲和力神经生长因子受体抗体，从骨髓中分离出同源性较高的MSCs，并证明具有多分化潜能，已获得成功[8]。随着对MSCs表面抗原的研究，人们会找到越来越多的抗体对其分离鉴定。

2.1 间充质干细胞的研究历程

2.1.1间充质干细胞在肿瘤细胞中的研究

间充质干细胞具有对创伤及肿瘤组织较为特异的趋向性，M S C s 与肿瘤微环境之问存在复杂的交互作用。一方面，M S C s 可直接作用于肿瘤细胞抑制其生长；也可作为抗原提呈细胞，激活肿瘤抗原特异性免疫应答；还可作为细胞载体，传递和表达多种抗肿瘤治疗因子，参与抗肿瘤药物的运输、免疫应答的激活以及新生血管的抑制。另一方面，M S C s 强大的分化和增殖能力促使其参与肿瘤组织的构建；通过多种趋化因子作用引起肿瘤细胞表型变化，促进肿瘤恶性行为；M S C s 具有类似“免疫豁免”效应，可对各主要类