干细胞定向分化

影响胚胎干细胞定向分化的因子包括转录因子、细

胞因子以及化学诱导剂的体外诱导，同时也包括通过共

培养和表观遗传修饰进行的诱导[27]。这其中对于细胞因子领域研究较多。最新研究表明，Jumonji能够通过调节Polycomb抑制复合物2(PRC2)的功能，从而维持胚胎干细

胞自我更新和分化间的平衡，一旦Jumonji缺失，便会抑

制胚胎干细胞的分化[28,29]。而对于PRC对胚胎干细胞分化的调节机制，研究人员发现PRC复合体的重要成分Ezh2是

通过抑制Ink4A-Ink4B位点，从而调节细胞的分化率[30]。此外，还有研究发现，Chd1基因能够通过控制核染色质

的开放从而调节胚胎干细胞的分化[31]。美国、加拿大和英国的科研

人员在2008年发现了一种“干细胞自我维持稳态”，这

种理论与现行的主流观点相反，认为胚胎干细胞的增殖

和多能性并不依赖于外界刺激，而是自身固有一套自我

更新和分化的程序[32] 目前，大部分关于胚胎干细胞的研究均以小鼠作为

研究对象，因此，对于胚胎干细胞定向分化的研究所得

到的有效诱导因子大部分是针对小鼠的。然而，研究发现，用于诱导小鼠胚胎干细胞定向分化的因子对于诱导

人类胚胎干细胞向特定细胞的分化并不是都有效，比如

在人类胚胎干细胞中，苯丙酸诺龙(activin-A)和转化生长

因子(transforming growth factor，TGF)只能诱导中胚层的

形成，视黄酸(retinoic acid，RA)、表皮生长因子(epidermal growth factor，EGF)、骨形成蛋白4(bone morphogenetic protein，BMP-4)和碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)促使细胞向外胚层和中胚

层分化，然而神经生长因子(nerve growth factor，NGF)和肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor，HGF)促使人类

ESC向三个胚层的细胞分化，BMP-4还能诱导人类ESC发

育为滋养层的细胞[33] 间充质干细胞最初是从骨髓中分离获得，随着研究

的不断深入，目前从脂肪组织、骨外膜、滑膜、骨骼

肌、表皮、血液、骨小梁、人脐带、肺、牙髓、牙周膜

等组织中均能够分离获得间充质干细胞。骨髓间充质干

细胞具备易于分离、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，体外基因转染

率高并能稳定高效表达外源基因等优点，因此骨髓间充

质干细胞成为近年干细胞研究的热点。

自从2001年首次成功分离脂肪来源间充质干细胞以

来，由于其不仅与骨髓间充质干细胞的生物学特性相

似，具有很强的体外扩增能力和多向分化潜能，经过多

次传代后细胞增殖能力没有明显的降低，最重要的是其

来源充足、易于分离培养，使其成为继骨髓间充质干细

胞之后的研究新热点，并呈现出良好的发展前景[34]。此外，近年来，脐带组织在间充质干细胞领域的潜

力得到许多科研人员的重视。脐带血中的间充质干细胞

与骨髓间充质干细胞一样，也能够在体外分离、培养、

扩增，而且同样具有多项分化潜能，可诱导为脂肪细胞

和成骨细胞[35]；还有科研人员比较了骨髓来源和脐带组

织来源的间充质干细胞在体外造血能力的差异，发现脐

带间充质干细胞也能够在体外支持长期的造血，但是其

造血能力要弱于骨髓间充质干细胞[36]。脐带组织来源的

间充质干细胞还具有细胞较原始、污染较少、免疫原性

低、外源基因易表达等优点，在间充质干细胞的临床应

用中具有广阔的发展前景。

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