间充质干细胞的生物学调控及其在骨关节疾病中的应用

间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)是一种具有多向分化潜能的干细胞,广泛存在于全身的结缔组织和器官间质中。除具有自我更新和多向分化的能力外,MSC还参与调节免疫应答和炎症反应,这些特性预示了MSC应用于再生医学和治疗炎症性疾病的可行性。本文旨在总结MSC的生物学行为特点,概括机体对MSC在分化、免疫调节等方面的生物学调控,并简要总结了MSC在骨关节疾病中的应用进展。     

间充质干细胞分泌组:创伤愈合的替代疗法

大量的证据表明,间充质干细胞(MSC)可以通过旁分泌或自分泌发挥治疗作用,其疗效与血管生成、免疫调节及细胞凋亡有关。MSC分泌组即MSC所分泌的生物活性分子的总和,包括细胞因子、趋化因子和生长因子等多种活性成分,对损伤组织的修复、再生及功能恢复等许多生理过程具有调控作用。在创伤治疗领域,基于MSC分泌组研制的制剂极有可能成为替代MSC治疗的新疗法。     

转基因MSC对放射损伤胸腺组织修复的研究

目的：探讨转基因MSC能否修复放射损伤的胸腺。方法：雌性BALB/C小鼠120只,随机分为4组：对照组30只,予以假照射;照射组30只,60Coγ射线胸腺单次照射,剂量为9Gy;照射＋MSC组30只,9Gy照射后2小时输注转基因MSC;对照＋MSC组30只,假照射后2小时输注转基因MSC。照射后1、7、14、21、28天检测各组小鼠血像、胸腺指数及胸腺病理。结果：照射＋MSC组血像和胸腺指数在各个时间点均优于照射组,胸腺病理显示组织结构恢复明显加快。结论：转基因MSC能归巢至放射损伤胸腺并能促进胸腺的修复,为干细胞的临床应用提供了实验依据。     

间充质干细胞的来源及其对肝脏损伤及修复的研究进展

全球终末期肝病、肝衰竭的发病率和死亡率逐年升高,且目前肝移植是唯一疗效确切的治疗选择,但是,肝移植的使用受到肝源供体严重不足,长期存活率低,医疗费用昂贵等缺点使得原位肝移植的应用受限,绝大多数患者无法受益。为了克服肝脏器官短缺,干细胞替代治疗策略逐渐成为另一个肝病治疗的重要选择,干细胞治疗,特别是间充质干细胞（MSC）提供了一个新的肝病治疗选择。MSC是一群贴壁生长的成纤维细胞样细胞,由于MSC能够分化为多种类型的细胞,能够产生多种的细胞因子和生长因子,具有造血支持和免疫调节和抗炎功能,MSC被认为在再生医学领域具有重大的科学和实用价值。另外,由于MSC应用于治疗实验性肝损伤能明显提高动物存活率,明显改善肝功能。此外,一些临床前研究和临床研究也表明MSC对肝损伤性疾病具有显著地疗效。因此MSC在损伤性和退行性肝脏疾病的治疗具有广阔的应用前景。本文综述了MSC在肝损伤疾病治疗应用的进展,并对MSC在肝病治疗中的应用前景进行了展望。     

间充质干细胞免疫调控作用可塑性的研究进展

自1974年Friedenstein等首次发现并分离出兔骨髓间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSC)以来,MSC的基础和临床研究均有一定的进展,尤其是MSC具有免疫调控功能的发现突破了最初仅注重其在多向分化和再生功能方面研究的局限,为MSC的研究开辟了新方向。近年来,MSC在炎症中的作用备受关注,MSC在不同的局部微环境中可呈现出抗炎/促炎的可塑性,并可通过调节固有免疫和适应性免疫重塑局部炎症反应,实现免疫稳态。现就MSC免疫调控作用可塑性及机制方面的研究进展作一综述。     

缺氧对于间充质干细胞分化的影响

间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC),是来源于中胚层的具有自我更新能力和多向分化潜能干细胞,在体内外可以分化成骨、软骨、脂肪、肌腱和肌细胞等.由于其强大的分化潜能,MSC在组织工程与再生医学方面具有广泛的应用前景.MSC存在于高度受调控的被称为"壁龛"的微环境中.干细胞壁龛处于一个缺氧的环境中,氧分压可以低至7.2 mmHg.同时MSC是肿瘤微环境的重要的细胞组成成分,肿瘤微环境也是存在于一个缺氧的环境中.了解MSC在缺氧状态下的分化能力,对于组织工程、再生医学和肿瘤的发生发展研究具有重要的意义.缺氧相关的信号转导参与MSC定向分化能力的过程.目前MSC在缺氧状态下的成脂和成骨分化的研究存在着差异,这些研究结果的差异可能是由于MSC的异质性以及实验操作不同所引起.     

大鼠骨髓间充质干细胞诱导分化为脂肪细胞的免疫细胞化学研究

目的 探讨大鼠骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSC)分离、纯化和体外诱导分化为脂肪细胞。方法 用密度梯度离心结合贴壁培养、定期换液,分离纯化出生大鼠MSC,传代扩增,并用免疫细胞化学法鉴定大鼠MSC的表面抗原。含地塞米松、3-异丁基-1-甲基黄嘌呤和胰岛素的培养液诱导MSC分化后,油红O染色鉴定。结果 大鼠MSC体外扩增10代以上,稳定表达CD44、CD54、CD106。油红O染色显示诱导后,71.2％有脂滴积聚。结论 从大鼠骨髓分离、纯化、体外诱导培养MSC,可定向分化为脂肪细胞表型。     

间充质干细胞改善实体器官移植效果的临床研究

综述在临床实体器官移植(SOT)中使用间充质干细胞(MSC)的临床试验结果和研究进展。现己发现从人体不同组织中获得的MSC均有组织修复与免疫调节的功能。以MSC为基础的治疗方法旨在减少缺血-再灌注性损伤和促进免疫耐受。目前的临床研究结果显示:在SOT中使用自体或异体MSC是安全有效地。整体而言,活体亲属肾移植受者使用MSC与改善移植后肾功能、减少排斥反应等密切相关,并可替代免疫诱导和降低免疫抑制剂用量。目前己完成的改善SOT预后的临床试验以评估包括使用MSC的细胞治疗方法的安全性、可行性和有效性。结果支持基于MSC的细胞治疗具有安全性并证实可改善移植后近期疗效。     

HLA-G参与骨髓间充质干细胞的抑制作用机制探讨

目的：探讨人骨髓间充质干细胞（MSC）在活体肾移植供受者间的混合淋巴细胞培养（MLR）中的作用机制,证明人白细胞抗原（HLA）-Ⅰ类分子HLA-G参与了MSC的免疫调节作用。方法：从人骨髓中分离培养MSC,采用形态学观察及流式细胞术分析鉴定后,加入活体肾移植供受者间的MLR,观察MSC的HLA-G表达及对T细胞增殖的影响,淋巴细胞增殖实验采用MTT法。结果：MSC细胞表面和胞浆内均表达HLA-G,流式细胞术分析细胞表面HLA-G平均表达率为37.3%,胞浆内HLA-G平均表达率为65.1%,ELISA法检测细胞培养上清中可溶性HLA-G含量为18.9ng/mL。将MSC和培养上清液加入活体肾移植供受者间的MLR体系中,均使得T细胞抑制率增高;而加入HLA-G特异性抗体,MSC的抑制率降低。结论：MSC表面和胞浆内均有HLA-G表达,在其培养上清中检测到由MSC分泌的可溶性HLA-G5;MSC表达和分泌的HLA-G是其发挥抑制功能的关键因素之一。为MSC在预防器官移植术后排斥反应的临床应用提供了理论依据。     

混合培养体系中间充质干细胞与造血干细胞生物学特性

为了体外同时获得符合鉴定标准的造血干/祖细胞(hematopoietic stem/progenitor cell,HSC/HPC)和间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC),本研究采用Ficoll淋巴细胞分离液方法从脐带血中分离出脐带血单个核细胞,MACS免疫磁珠法分离出CD34~+的造血干细胞。分离出的细胞与MSC同时接种在培养瓶中,利用15%AB型脐血浆的IMDM培养基添加白细胞介素3(interleukin-3,IL-3)、IL-6、血小板生成素(thrombopoietin,TPO)、干细胞因子(stem cell factor,SCF)和Flt-3配体(FMSlike tyrosine kinase 3 ligand,Flt-3L)因子培养体系来同时培养扩增HSC/HPC和MSC。为了评估扩增出的HSC/HPC和MSC是否符合细胞鉴定标准,本研究通过倒置显微镜观察HSC/HPC和MSC生长状态,并计数细胞。流式细胞仪检测HSC/HPC表面抗原CD34阳性百分率,检测第4代(P4)MSC表面抗原CD105、CD90、CD73、CD45、CD34和HLA-DR阳性表达率。半固体集落培养检测HSC/HPC的粒细胞-巨噬细胞集落形成能力。将共培养至P4的MSC行成骨、成软骨、成脂肪诱导鉴定。通过秋水仙素法进行MSC核型分析。结果显示,体外共培养的HSC/HPC依然有高增殖能力、集落形成能力和CD34阳性百分率。MSC具有向成骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞诱导分化的能力。MSC染色体核型维持稳定。以上结果提示本研究成功建立了一种合适的MSC和HSC/HPC混合培养体系,通过该体系可同时获得两种干细胞,共培养后的MSC依然有典型的MSC的生物学功能;共培养后的HSC/HPC的粒细胞-巨噬细胞集落培养、细胞数量和流式表型符合鉴定标准,HSC/HPC生物学功能没有受到影响。     

低氧对间充质干细胞成骨相关基因表达的影响

目的：观察低氧对间充质干细胞（MSC）成骨相关基因表达的影响。方法：取第2代MSC,分别在常氧和3％氧浓度下培养,采用real-timeRT-PCR检测骨桥蛋白（OPN）、核心结合因子α1（Cbfal）、骨形态发生蛋白（BMP）和血管内皮生长因子（VEGF）mRNA的表达。结果：2种氧浓度下MSC的形态无明显差异,但3％氧浓度下MSC集落形成能力增强。常氧下MSC中Cbfal和BMPmRNA的表达高于3％氧浓度,差异有显著性（P〈0．05）;而OPN和VEGFmRNA的表达虽高于3％氧浓度,但差异无显著性（P〉0．05）。结论：3％氧浓度对MSC的形态没有明显影响,但增强其增殖能力,抑制其成骨分化能力。     

骨髓间充质干细胞治疗脑梗死

目的:研究骨髓间充质干细胞(MSC)对大鼠脑缺血再灌注损伤的治疗机制。方法:20只Wistar大鼠随机分为对照组和MSC治疗组。应用GFP阳性MSC,再灌注1d后经尾静脉注射MSC(1×106),对照组则注射PBS。采用线栓法建立脑缺血再灌注模型。术后每天由双盲于试验组的研究人员应用爬杆计分法评定大鼠神经功能。缺血2h再灌注8d取脑组织,用免疫组织化学方法检测脑组织中bFGF的表达。结果:MSC治疗组大鼠的神经功能缺损评分明显低于手术组和对照组(P<0.05)。MSC治疗组缺血侧缺血周边区脑组织中观察到GFP阳性与bFGF免疫组化染色阳性细胞。结论:经尾静脉给予的MSC可促进脑缺血再灌注大鼠的运动功能恢复;bFGF表达升高,可能是MSC脑保护作用机制之一。     

间充质干细胞体外调控骨髓造血前体细胞向单核系分化

研究间充质干细胞(MSC)能否在体外调控造血。体外分离培养人骨髓来源的MSC,RT-PCR检测其造血生长因子的表达,并以其为饲养层细胞,接种骨髓单个核细胞(MNC),观察生长情况,并通过形态学观察和流式细胞术分析,鉴定细胞来源和分化方向。结果显示,MSC构成性表达SCF、Flt3L和M-CSF,不表达C-CSF和GM-CSF,在骨髓MNC和MSC共培养体系中,大约2周左右可以看到大量的圆形细胞粘附在梭型MSC上生长,细胞胞体为圆形,胞浆较丰富,胞核为圆形、半月型或肾型,部分细胞呈典型的单核细胞形态,流式细胞术分析该类细胞表达CDl4,不表达CDl5、CD41、glycophorin A、CD5和CDl9。表明不需要添加外源性造血生长因子,间充质干细胞能在体外调控骨髓造血前体细胞向单核系分化,其定向分化可能与MSC分泌造血生长因子及MSC与造血细胞间相互作用有关。     

不同来源间充质干细胞治疗小鼠放射性肺损伤的研究

目的:观察小鼠骨髓、肺及胚胎背主动脉区来源的间充质干细胞(MSC)对小鼠肺损伤的治疗作用。方法:将小鼠随机分为5组,即正常组、单纯照射组、OP9细胞治疗组、胚肺MSC治疗组、胚胎背主动脉区来源MSC治疗组(DA组),分别将OP9细胞、胚肺和DA区MSC移植入受体小鼠,4、9、13、17、23周后观察各组小鼠外观、肺组织的病理变化。结果:小鼠外观评分均值由高到低顺序为正常组、DA组、胚肺MSC组、OP9组、单纯照射组,正常组明显好于各组(均为P<0.01),单纯照射组明显差于DA组、胚肺MSC组(均为P<0.01);DA组、胚肺MSC组及OP9组的两两配对t检验均为P>0.05。肺病理镜检肺损伤评分均值由高到低顺序为正常组、胚肺MSC组、OP9组、DA组、单纯照射组。肺病理图像分析肺泡情况由好到差顺序为正常组、胚肺MSC组、DA组、OP9组、单纯照射组。外观评分与病理镜检的相关性检验P=0.040,与图像分析的相关性检验P=0.039。结论:不同来源的MSC均有减轻放射性肺损伤的作用,其作用强度相似。     

间充质(干)细胞的定义变迁

1966年Friedenstein发现了一群贴壁生长的、成纤维样的,可以体外诱导分化成多种中胚层组织的细胞。1991年Caplan正式命名为间充质干细胞(MSC),成为了全球最常用的描述。随着这群细胞生物学特性研究的进展,MSC到底是不是真正的干细胞引起了争论。目前研究资料表明,MSC的治疗效果主要是通过作为支持细胞分泌生物活性因子,刺激患者体内残留的组织特异性干细胞再生组织,而不是通过其干细胞的特性分化成新的组织。但一些研究者过分强调MSC的干细胞性能,误导患者以为输注的MSC可以再生成新组织。因此,有学者呼吁需将MSC的名称改为间充质细胞或药用信号细胞(medicinal signal cell)。本文将对MSC的定义和起源的发展过程进行梳理,并讨论如何合理的应用MSC的名称。     

间充质干细胞免疫学特性研究进展

间充质干细胞(MSC)是一群中胚层来源的具有自我更新和多向分化潜能的多能干细胞,具有低免疫原性和免疫调节的生物学特性,广泛应用于器官移植、组织创伤修复、细胞治疗等多个领域。随着人们对MSC免疫调节机制研究的不断深入,作为一种疾病治疗新制剂和理想的种子细胞,MSC在异基因造血干细胞移植、自身免疫性疾病治疗和组织工程中的应用备受关注。本文就近年来MSC免疫调节作用和机制的研究进展作一综述。     

肝细胞生长因子基因修饰的人脐带间充质干细胞对大鼠慢性肝损伤的治疗研究

目的：研究肝细胞生长因子（HGF）基因修饰的人脐带间充质干细胞（MSC）对Wistar大鼠慢性肝损伤的治疗作用。方法：利用携带人HGF基因的重组腺病毒（Ad～HGF）对MSC进行基因修饰;通过皮下注射CCl4-橄榄油溶液建立大鼠肝损伤模型;56只Wistar雄性大鼠随机分为正常对照组、模型组、MSC组、HGF组和HGF／MSC组,分别尾静脉注射生理盐水、MSC、Ad-HGF或HGF／MSC,通过血清肝功能检测及肝组织的生化指标、病理切片等评价治疗效果。结果：利用腺病毒将HGF基因转入MSC并确定了最佳感染条件。CCl4-橄榄油诱导4周后,动物肝脏外观出现明显的脂肪变性和血清转氨酶明显升高,表明成功诱导了大鼠慢性肝损伤模型。经过4周治疗,治疗组动物的体重明显升高、肝指数明显降低,动物存活率高于模型组（模型组：50％;MSC组：70％;Ad-HGF组：70％;HGF／MSC组：90％）。肝功能指标测定结果显示,与模型组比较,HGF／MSC组动物的天门冬氨酸氨基转移酶（406.75±35.98 vs.513.75±12.71U／L,P〈0.01）、丙氨酸氨基转移酶（124.6±10.6 vs.169.67＋15.38 U／L,P〈0.05）和总胆红素（14.6±2.08 vs.19.25±1.38g／dL,P〈0.01）均明显降低,白蛋白含量（29.1±1.3vs.22.05±2.61g／L,P〈0.05）明显升高;Ad-HGF组只有天门冬氨酸氨基转移酶（436.0±18.40vs.513.75±12.71U／L,P〈0.05）明显降低;而单纯MSC治疗对肝功能改善不明显。丙二醛测定结果显示,治疗后动物肝组织中的过氧化反应均较模型组显著减弱。HGF／MSC组和MSC组动物肝组织中的羟脯氨酸含量与模型组比较明显降低（69.27±14.58,63.23±13.23 vs.96.59±15.05mg／mL,P〈0.01）。上述实验结果提示3种治疗方式对CCl4-橄榄油引起的大鼠肝损伤均有一定的治疗效果,可减轻CCl。导致的肝损伤程度,增加动物体重,降低肝脏指数,减轻肝组织的过氧化反应,提高动物的存活率,其中HGF／MSC治疗效果最为明显,而且细胞注射没有引起动物的不良反应。结论：3种治疗方式均可改善CCl。导致的肝损伤,其中以HGF／MSC对肝损伤的治疗效果最好。本实验为HGF／MSC的临床研究提供了新的实验数据,为治疗肝损伤提供了新的治疗措施。     

重组腺病毒CXCL12基因表达载体的构建及其转染间充质干细胞后对其Runx2基因表达的影响

目的:构建趋化因子CXCL12的重组腺病毒表达载体,观察其对间充质干细胞(MSC)中成骨特异性转录因子Runx2表达的影响。方法:将目的基因CXCL12全长c DNA模板进行PCR扩增、酶切后与p HBAd-MCMV-GFP载体结合,获得p HBAd-MCMV-CXCL12-GFP重组载体;将重组载体和包装质粒共转染HEK293细胞进行包装、扩增;利用所携带的绿色荧光蛋白基因测定病毒滴度,观察基因转染效率,QPCR和Western印迹检测CXCL12重组腺病毒转染后MSC中CXCL12和Runx2的表达。结果:酶切、PCR及测序结果证实CXCL12重组腺病毒载体构建成功,转染MSC后CXCL12和Runx2的表达明显升高,AMD3100可以降低CXCL12基因转染后MSC中Runx2的表达。结论:趋化因子CXCL12和MSC表面的CXCR4结合对MSC中成骨特异性转录因子Runx2的表达具有促进作用。     

生长因子诱导人脐带/胎盘间充质干细胞定向分化

近年来,间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)已成为干细胞领域的研究热点,其不仅支持造血系统,还可在特定的培养条件下向多种组织细胞分化。人脐带和胎盘来源的MSC取材容易,较骨髓间充质干细胞有更广泛的应用前景。本文就含有特定生长因子的培养基诱导人脐带MSC和人胎盘MSC定向分化的研究进展作一简要的综述。     

人间充质干细胞对乳腺癌细胞生长的影响研究

目的通过构建间充质干细胞(MSC)与乳腺癌细胞间相互作用的共培养模型,探讨MSC对乳腺癌细胞生长的影响。方法用含荧光基因第三代自身失活慢病毒载体感染人类脐带分离提取的MSC和乳腺癌细胞MDA-MB-231、MCF-7,以单独培养的乳腺癌细胞MDA-MB-231和MCF-7分别设立对照,2种乳腺癌细胞分别与MSC共培养,检测乳腺癌细胞在MSC作用下增生能力的改变,流式细胞术检测共培养后细胞表面标记物表达。两组间比较采用独立样本t检验,多组间比较采用单因素方差分析,多重比较采用Dunnet-t检验。结果MSC在与乳腺癌细胞共培养过程中促进肿瘤细胞生长,第3天共培养组乳腺癌MDA-MB-231细胞数高于单独MDA-MB-231培养组[(5.50±0.71)×10^3个比(1.63±0.41)×10^3个],培养至第7天,两组间MDA-MB-231细胞数差异进一步增大[(81.25±7.40)×10^3个比(26.25±4.15)×10^3个],差异具有统计学意义(P均<0.001);共培养后MSC促进乳腺癌细胞表达干细胞特有标记物CD90,MCF-7从共培养第2天CD90表达率(1.38±0.30)﹪升高至第9天(92.45±2.04)﹪。在共培养中MSC围绕肿瘤细胞集落方式生长,在形态上变长,并发现一种新型混合细胞(hybrid融合细胞)同时表达绿色和红色荧光,且对化疗药物更敏感。结论MSC促进乳腺癌细胞的生长,伴随MSC形态学改变和hybrid融合细胞出现,乳腺癌细胞获得MSC特有CD90表达。