骨髓间充质干细胞与疾病治疗
摘要骨髓间充质干细胞具有多向分化潜能，并且具有免疫调控、自我复制等特点，因此临床上有很多疾病的治疗考虑骨髓间充质干细胞移植。本文综述了目前应用骨髓间充质干细胞移植治疗疾病的研究进展。
关键词骨髓间充质干细胞治疗移植疾病
骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs)又称间质干细胞，1867年由德国病理学者Cohnheim 首次命名，当时发现骨髓里的细胞具有成骨能力，1966 年Friendenstein等，观察到这类细胞可在体外培养贴壁生长。以后干细胞研究飞速发展, 早期因分离培养的MSCs 具有成纤维细胞样形态而被称为集落形成单位成纤维细胞, 后又称为间充质祖细胞, 现通常称为MSCs 。报道最多的是骨髓来源的MSCs , 此外,MSCs 还可从脐血、胎盘、羊水、脐静脉内皮下层、外周血及肌肉等组织中分离得到。骨髓间充质干细胞具有多向分化潜能，在体内或体外特定的诱导条件下，可分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织细胞，连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能并且分化组织具有良好可移植性，另外间充质干细胞还具有造血支持和促进干细胞植入、免疫调控和自我复制等特点。骨髓间充质干细胞的这些特性，其被越来越多的应用于临床多种疾病的治疗。
1骨髓间充质干细胞与骨科疾病治疗
骨髓间充质干细胞具有成骨分化潜能。骨髓间充质干细胞能在适应的培养条件下被诱导分化为软骨细胞，临床上可用于关节炎等软骨损伤的治疗。陈尔东等采用关节腔注射自体骨髓间充质干细胞治疗轻中度骨性关节炎，取得了良好的疗效。但是由于关节炎患者关节腔内的微环境非常复杂，而且骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的具体机制仍未阐明，所以目前对于间充质干细胞治疗关节炎、关节损伤的确切疗效还不明确[1]。鹿蕾等研究了介导干细胞迁移的趋化因子基质细胞衍生因子-1（Stromal cell-derived factor-1，SDF-1）和RANTES在治疗颞下颌关节骨关节炎中的作用，他们以小鼠为实验对象建立了一个原创性的改变小鼠咬合关系的动物模型，采用骨髓间充质干细胞局部注射技术，对小鼠模型的颞下颌关节骨关节炎进行治疗并从干细胞存活、分化、定植和趋化等方面探索外源性BMSCs治疗颞下颌关节骨关节炎的机制。他们发现趋化信号SDF-1/CXCR4和RANTES/CCR1是BMSCs治疗颞下颌关节骨关节炎的关键信号分子[2 ]。李昀生等则以猪为实验对象研究发现异基因骨髓间充质干细胞移植可以临床治愈小型猪的二膦酸盐相关颌骨骨坏死[ 3]。朱莎等研究比较了处于不同成骨分化时期的骨髓间充质干细胞(包括多能干细胞、专能干细胞或前体骨细胞、成体骨细胞多个阶段)移植到兔骨折模型后的治疗效果，他们比较了骨髓间充质干细胞成骨诱导移植组的X射线.病理染色、扫描电镜等多项检查指标，发现诱导3天组是比较适宜移植的细胞状态。这对骨髓间充质干细胞应用于人的骨损伤治疗具有重要启发[4 ]。杨俊丽等人在总结前人治疗成果的基础上认为，将骨髓间充质干细胞移植到骨不连断端骨组织,可诱导其分化为成骨细胞来修复骨不连、骨缺损。骨髓间充质干细胞具有明确的骨缺损修复能力，采用骨髓间充质干细胞移植治疗四肢骨折骨不连是安全、有效的[5 ]。在临床实践中，常常利用组织工程学的方法，选择合适材料支架，以骨髓间充质干细胞为种子细胞来构筑修复体系。也有利用组织工程学的方法对骨髓间充质干细胞的
成骨分化机制进行研究，杨渝勇等曾用组织工程的方法以明胶海绵为支架,骨髓间充质干细胞为种子细胞对骨生成诱导蛋白LMP-1和LMP-3的成骨作用进行了研究，证明了两者在间充质干细胞成骨分化中的重要作用[6 ]。
2骨髓间充质干细胞与肺部疾病治疗
矽肺、肺纤维化、肺栓塞还有其它原因如支气管发育不良导致的肺部损伤目前并没有有效的治疗手段。骨髓间充质干细胞具有多向分化潜能，能分化为多种类型细胞，如脂肪细胞，骨细胞，在一定条件下还能被诱导分化为神经细胞、肺泡上皮细胞等内脏细胞。而且骨髓间充质干细胞及其分化细胞具有较低的免疫原性，甚至其自身还具有一定的免疫调节作用。因此自体或同种异体骨髓间充质干细胞移植治疗肺部损伤方面出现很多研究。潘雍等曾对骨髓间充质干细胞移植治疗矽肺小鼠肺炎及肺纤维化进行了研究，他们构建了小鼠的矽肺损伤模型，尾静脉输注骨髓间充质干细胞，比较了对照组和实验组的多项生理生化数据后，他们认为骨髓间充质干细胞移植可以减轻肺部炎症反应和纤维化程度[7 ]。许靖等则在骨髓间充质干细胞对高氧诱导小鼠肺损伤治疗的研究中证实腹腔注射能够通过细胞迁移的方式对损伤肺发挥修复作用[8 ]。骨髓间充质干细胞治疗放射性肺损伤的疗效已经在多种动物模型中得到了验证，夏诚诚等研究了不同剂量骨髓间充质干细胞对放射性肺损伤的疗效，他们研究认为骨髓间充质干细胞能有效地促进放射性肺损伤功能的恢复并且其在治疗放射性肺损伤中无细胞数量依赖性，移植低量骨髓间充质干细胞既安全又具有明显的损伤修复作用。而且骨髓间充质干细胞通过分化肺泡上皮细胞和血管内皮细胞，进行肺组织再生及修复[9 ]。从前述研究中我们可以看到，骨髓间充质干细胞移植对于不同病因的肺损伤都有疗效，但治疗效果不同。由于矽肺的致病因素来自进入肺部的二氧化硅，因此骨髓间充质干细胞移植并不能有效治疗该类疾病，仅有减轻症状的作用。但骨髓间充质干细胞对肺部损伤的治疗效果是可以确认的。另外多项研究报道不同性别来源的干细胞在治疗多种疾病时表现出明显差异，一般认为雌性来源的干细胞更具有优势，彭小春等人研究了不同性别来源的骨髓间充质干细胞对急性肺栓塞治疗效果，他们发现雌性骨髓间充质干细胞具有比雄性骨髓间充质干细胞更好地对肺血栓的治疗效果,其原因可能是雌性骨髓间充质干细胞中具有显著的高于雄性骨髓间充质干细胞的GAPDH表达量[10]。当前骨髓间充质干细胞治疗肺损伤的机制并未搞清楚，因而进一步搞清其治疗机制能为其进入临床阶段奠定基础。
3骨髓间充质干细胞与肝脏疾病治疗
已经有一系列研究证明骨髓间充质干细胞具有分化为肝细胞的潜能。张刚庆等曾用肝细胞生长因子(HGF)诱导骨髓间充质干细胞向肝细胞分化，研究中成年大鼠骨髓间充质干细胞在较高浓度的HGF的诱导下,成功分化为肝细胞[ 11]。骨髓间充质干细胞在急性肝衰竭、肝纤维化、肝硬化、肝损伤等疾病的治疗研究报道很多。赖丽莎等曾就骨髓间充质干细胞移植治疗急性肝衰竭的机制进行了研究，他们认为骨髓间充质干细胞治疗急性肝衰竭取得疗效并不是骨髓间充质干细胞在肝脏微环境作用下被诱导分化为干细胞导致的，而是通过下调系统性炎症应答,促进肝细胞增殖,修复急性肝衰竭大鼠的肝组织[12 ]。吕素莉等以肝纤维化小鼠模型作为治疗对象，对骨髓间充质干细胞治疗肝纤维化的疗效进行了探讨，他们的实验结果表明骨髓间充质干细胞移植能抑制大鼠肝纤维化发展,部分逆转肝纤维化进程,有效改善肝脏功能[13 ]。柴宁莉等则发现骨髓间充质干细胞联合氧化苦参碱治疗大鼠肝纤维化具有更好疗效，他们认为这可能是由于氧化苦参碱增加了血清中IL-4和IL-10水平[14 ]。徐兵等研究了骨髓间充质干细胞移植对急性肝损伤的效果，他们采用四氯化碳腹腔注射构建了急性肝损伤模型，并将骨髓间充质干细胞注射于模型鼠肝包膜下，干细胞移植三周后，肝损伤鼠的肝功能得到了显著改善[15 ]。姜涛等在骨髓间充质干细胞分化为肝样细胞治疗乙型肝炎小鼠肝损伤的实验研究也得到了类似结
果[ 16]。李彤等则发现骨髓间充质干细胞联合维生素C治疗肝损伤具有更好的疗效。在治疗急性肝损伤的实验中，维生素C可促进骨髓间充质干细胞向肝损伤部位迁移并增强骨髓间充质干细胞的抗炎性作用[17]。孙艳等则通过实验证实脾内移植诱导分化的骨髓间充质干细胞对急性肝损伤也具有修复作用[ 18]。国内外研究均表明自体骨髓干细胞对失代偿期肝硬化具有一定治疗作用，欧阳石等人在临床治疗上的研究表明在传统口服核苷类似物抗病毒等综合治疗乙肝肝硬化基础上联合自体骨髓间充质干细胞经肝动脉移植治疗失代偿期肝硬化,能更有效地改善肝功和凝血功能[19 ]。另外骨髓间充质干细胞治疗肝癌也有报道，但也有骨髓间充质干细胞具有致癌风险的报道，因此，其疗效还有待进一步评估。
4骨髓间充质干细胞与心功能改善
一系列研究已经证实骨髓间充质干细胞移植能够改善心肌梗死导致的心衰。目前经过基因修饰的骨髓间充质干细胞移植，或者骨髓间充质干细胞移植联合药物治疗改善心功能的报道比较常见。伍权华等就报道了骨髓间充质干细胞移植联合吡格列酮治疗改善大鼠心肌梗死后的心功能，他们认为PPAR-γ激动剂吡格列酮干预能够增强骨髓间充质干细胞移植对心功能的改善作用,其机制可能与PPAR-γ抑制TGF-β1/SMAD通路进而提高Cx43的表达有关[20 ]。高青等则探索了经bcl-2基因修饰的骨髓间充质干细胞移植对缺血性心功能不全兔心功能及血管新生的影响，他们比较了转基因组和非转基因组的治疗效果后认为转基因组的治疗效果更为显著，经bcl-2基因修饰的BMSCs移植可显著减少缺血性心功能不全兔心肌细胞凋亡、促进血管再生、改善心功能[ 21]。苏津自等还利用基因修饰的骨髓间充质干细胞成功逆转了心脏纤维化，他们在骨髓间充质干细胞中转染了肝细胞生长因子，发现这类经过基因修饰的间充质干细胞移植后可能通过调节心肌组织胶原的合成与降解,改善心脏局部胶原纤维的含量,有效的逆转心脏纤维化过程[22 ]。
5骨髓间充质干细胞与神经系统损伤治疗
尽管骨髓间充质干细胞具有多向分化潜能，在一定的诱导条件下能够分化为神经样细胞。但是骨髓间充质干细胞应用于神经系统损伤的治疗，并不是利用其分化潜能分化为神经细胞来修补受损部位。而是在将其注入受损部位，在受损处微环境的作用下，分泌各类神经营养因子，来促进受损部位的恢复。谢鹏等探究了骨髓间充质干细胞联合促红细胞生成素对脊髓损伤大鼠的保护作用，他们构建了一个大鼠脊髓损伤模型并采用骨髓间充质干细胞联合促红细胞生成素、骨髓间充质干细胞、促红细胞生成素三种不同方法对大鼠进行治疗，经过比较，他们认为骨髓间充质干细胞联合促红细胞生成素治疗更加有效，骨髓间充质干细胞联合促红细胞生成素治疗能够抑制损伤脊髓组织中的细胞凋亡、增加神经营养因子含量、抑制凋亡和损伤分子表达,对脊髓损伤具有保护作用[23 ]。李东印等则探究了碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）和骨髓间充质干细胞联合移植对脊髓半横断损伤后神经再生的影响，在与多个对照组比较之后他们认为bFGF联合骨髓间充质干细胞移植较骨髓间充质干细胞移植能更好地促进脊髓损伤后神经的再生[24 ]。目前自体骨髓间充质干细胞移植治疗脑部损伤已进入临床应用，并取得一定治疗效果。王万宏等报道了90余例脑出血患者采用自体骨髓干细胞移植治疗脑部损伤的情况。他们认为骨髓间充质干细胞移植对于患者的脑功能的恢复、生活自理能力的提高都有明显效果[ 25]。覃军等用人参皂苷诱导骨髓间充质干细胞促进创伤性颅脑损伤的神经再生，取得较好疗效。他们与之前报道治疗方式的最大区别在于在将骨髓间充质干细胞移植之前，先用人参皂苷诱导其分化，然后再移植。与直接移植相比，疗效更为显著[ 26]。另外也有骨髓间充质干细胞移植治疗脑梗死的报道，孙晶晶等用经人端粒酶反转录酶基因修饰的骨髓间充质干细胞移植治疗脑梗死的大鼠，明显促进了大鼠神经功能的恢复[27 ]。虽然现在骨髓间充质干细胞移植治疗神经系统损伤已经逐步进入临床阶段，但仍有许多隐患，比如骨髓间充质干细胞的致瘤性问题，
基因修饰的骨髓间充质干细胞的安全性问题，都有待进一步研究，治疗的具体机制也还有待进一步阐明。
6骨髓间充质干细胞与糖尿病极其诱发疾病的治疗
骨髓间充质干细胞具有多向分化潜能，李艳华等就其能否分化为胰岛细胞进行了研究，他们的研究显示，将骨髓间充质干细胞直接移植到胰腺并不能分化为胰岛细胞，对胰腺本身胰岛细胞的活性也没有明显影响[28 ]。在体外将骨髓间充质干细胞进行基因修饰定向诱导分化为胰岛样细胞，然后在移植入糖尿病小鼠的胰腺，则发现对糖尿病小鼠具有治疗作用。路一芳等则在体外直接诱导骨髓间充质干细胞向胰岛样细胞分化，分化细胞经糖刺激均有胰岛素分泌，然后将细胞经尾静脉注射入糖尿病小鼠体内，小鼠血糖明显降低[29 ]。另据曾怡等的研究，接受胰岛细胞移植的糖尿病小鼠如果是骨髓间充质干细胞联合胰岛细胞共移植比单独的胰岛细胞移植具有更显著的疗效[30 ]。对于糖尿病诱发的糖尿病足，骨髓间充质干细胞移植具有很好疗效，杜金刊等在临床上采用自体骨髓间充质干细胞移植治疗糖尿病足，移植后疼痛、冷感及溃疡改善率分别为92%,95%和88%[31 ]。万江波等人则在大鼠中采不同骨髓间充质干细胞移植方式治疗大鼠糖尿病足溃疡并对进行了疗效观察，发现小腿肌肉内的移植方式疗效更优[ 32]。吕莎莎等则探讨了骨髓间充质干细胞移植对糖尿病引起的慢性肾脏疾病的治疗作用。他们采用尾静脉注射研究了其治疗效果，并认为骨髓间充质干细胞通过抑制巨噬细胞浸润和抑制氧化应激等途径改善肾功能[ 33]。另外糖尿病性勃起功能障碍在糖尿病男性患者中的发病率高达50%-75%，且发病机理复杂。骨髓间充质干细胞移植治疗该病被认为有一定前景。聂永华等就骨髓间充质干细胞移植治疗糖尿病大鼠勃起功能障碍作了研究，并取得了一定疗效[34 ]。
7骨髓间充质干细胞与其它疾病治疗
段平等将骨髓间充质干细胞成功诱导分化为视网膜色素上皮细胞，对视网膜病变具有一定疗效[ 35]。吴冠宇等研究认为造血干细胞联合骨髓间充质干细胞共移植对恶性血液病的治疗效果更好[36 ]。在一系列动物实验中，骨髓间充质干细胞移植对结肠炎都有疗效，朱磊等探讨了骨髓间充质干细胞移植对结肠炎的治疗，并认为骨髓间充质干细胞移植联合中药治疗在临床上很有前景[37 ]。刘芳等研究了骨髓间充质干细胞移植联合雌激素治疗宫腔粘连，骨髓间充质干细胞移植联合雌激素治疗能基本修复宫腔粘连中损伤的子宫内膜，取得良好治疗效果[ 38]。赵静等以大鼠为实验对象进行了骨髓间充质干细胞移植治疗薄型子宫内膜的实验研究并认为移植入体内的骨髓间充质干细胞可能通过自身分化或旁分泌或免疫调节机制促进薄型子宫内膜的修复[ 39]。高飏等在临床上输注骨髓间充质干细胞治疗再生障碍性贫血取得很好疗效。另外骨髓间充质干细胞移植在治疗烫伤、尿失禁溃疡性肠炎等方面也有相关报道[ 40]。
骨髓间充质干细胞在许多种疾病治疗方面都取得良好疗效，展现出极大潜力，但是治疗机理都还处在探索阶段。骨髓间充质干细胞移植后宿主免疫反应小甚至没有，因此自体移植或异体移植都有广阔前景，但是骨髓间充质干细胞的致瘤性等安全问题还有待进一步研究。随着干细胞研究的发展，骨髓间充质干细胞在体内可能作用机制的不断明确，其临床应用将会越来越广。
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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
文章编号:100025404(2001)0520553203论著 骨髓间充质干细胞的分离与培养 艾国平,粟永萍,闫国和,冉新泽,刘晓宏,罗成基,程天民 (第三军医大学预防医学系防原医学教研室、全军复合伤研究所,重庆400038) 提 要:目的 摸索体外分离培养骨髓间充质干细胞的最佳条件,并观察其部分生物学活性。方法 采用常规的细胞培养传代技术以及光、电镜技术和细胞增殖活性检测法,观察不同贴壁时间、不同浓度血清、不同种植密度对骨髓间充质干细胞生长、增殖、形态的影响,并观察培养细胞的部分生物学特性。结果 以选用4～24h贴壁的有核细胞,加入5%～10%胎牛血清、种植密度(4～8)×104个/ml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。结论 建立了骨髓间充质干细胞体外分离、培养的条件,探讨了骨髓间充质干细胞部分生物学特性,为进一步深入研究骨髓间充质干细胞的诱导分化和应用打下基础。 关键词:骨髓间充质干细胞;组织工程学 中图法分类号:R329.2文献标识码:A Cultivation and isolation of the bone marrow mesenchymal stem cells AI G uo2ping,S U Y ong2ping,Y AN G uo2he,RAN X ing2ze,LI U X iao2hong,LUO Cheng2ji,CHE NG T ian2min(Department of Radiation M edicine, Institute of C ombined Injury of P LA,Third M ilitary M edical University,Chongqing400038,China) Abstract:Objective T o observe s ome biological features of bone marrow mesenchymal stem cells and explore the best conditions for is olating and culturing in vitro.Methods C omm on cell culture technique,light and electron microscopy were used to study the effects of the growth,prolif2 eration,m orphology of the bone marrow mesenchymal stem cells in different adherent time,concentration of serum and cell density.Re sults The best culture condition in vitro for growth was4-24hours adherent time,5%-10%fetal bovine serum,(4-8)×104/ml cell density.The cells were spindle in shape and had a strong ability of proliferation.The time for cell duplication was3to4days.The cells showed the characteristics of stem cells in electron microscope.Conclusion The best condition for is olation and culture of bone marrow mesemchymal stem cells was success fully established and s ome biological features were obserred.It found a base for further investigation and using of mesenchymal stem cells. K ey w ords:mesenchymal stem cell;tissue engineering 干细胞是近年来研究的热点,骨髓中除造血干细胞以外,还含有另一类干细胞—间充质干细胞(Mes2 enchymal stem cell,MSC),在不同的诱导条件下,具有向中胚层和神经外胚层组织细胞分化的能力,如向成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞、成纤维细胞、内皮细胞、神经细胞及支持造血的基质细胞等分化的能力[1,2]。随着细胞工程学和组织工程学的发展,利用干细胞的多向分化性,选择合适的生物材料和有靶向性目的基因,已有报道MSC在骨、软骨、肌腱和神经胶质修复中的作用[3,4],国内在这方面的工作尚处于起步阶段。本实验旨在摸索体外分离培养骨髓间充质干细胞的最佳条件,为进一步研究骨髓间充质干细胞的诱导分化和应用打下基础。 1 材料与方法 1.1 骨髓MSC的分离 从胸骨无菌抽取约1～2ml的骨髓,肝素化后,加入红细胞裂解液5ml,混匀,1200r/min,离心10min;弃上清,用0.01 基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(“973”项目)(G1999054205) 作者简介:艾国平(1969-),女,四川省隆昌县人,博士研究生,讲师,主要从事组织工程学方面的研究,发表论文6篇。电话:(023)68752355 收稿日期:2001201226;修回日期:2001203218m ol/L的P BS(pH7.2)洗2～3次,1200r/min,各离心10min;计数,以2×109/ml种入10%F BSα2ME M培养基,青霉素100U/ ml、链霉素100μg/ml,37℃,5%C O2孵箱中培养;不同时相点弃悬浮细胞,用0.01m ol/L P BS(pH7.2)尽量轻轻洗去未贴壁的细胞,加入含10%F BSα2ME M培养基。 1.2 不同贴壁时间对MSC增殖的影响 选用贴壁后1、2、3、4、6、8、12、24、48、72h的细胞进行传代培养,观察不同时间贴壁的细胞传代、增殖能力及形态学的变化。 1.3 不同浓度胎牛血清(F BS)对MSC生长的影响 细胞按4×104/ml种入96孔培养板中,分别加入以下F BS 浓度的α2ME M培养基:0%、1%、2.5%、5%、7.5%、10%、12.5%、15%、17.5%、20%,每个浓度6孔;培养48h后,加入20μl MTT (5mg/ml二苯基四氮唑溴盐),37℃避光培养4h;尽量吸掉上清液,加入150μl二甲基亚砜,室温振荡10min,HT27000plus多孔读数仪490nm处读取D490值,以培养液作空白对照。 1.4 比较不同种植密度对MSC生长的影响 用含10%F BS的α2ME M培养基;细胞按以下密度(×104/ ml):0.3、0.6、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0种入96孔培养板中,每一密度6孔;培养48h后,按上述方法测其D490值。 1.5 培养细胞生长曲线 细胞按0.5×104/ml种入24孔培养板,每孔培养液为1ml,每天取3孔测其D490值,连续测8d,绘出培养细胞生长曲线。 355 第23卷第5期2001年5月 第 三 军 医 大 学 学 报 ACT A AC ADE MI AE ME DICI NAE MI LIT ARIS TERTI AE Vol.23,N o.5 May.2001
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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
经验交流 文章编号１００６－８１４７（２０11）０4-0458-03 人骨髓间充质干细胞体外培养模型的建立和表型分析 刘长乐1，李广平1，郑心田1，孟恒星2，邱录贵2，娄建石3 （1.天津医科大学第二医院心脏科，天津300211；2.中国协和医科大学血液病学研究所，天津300020；3.天津医科大学药理学教研室，天津300070） 关键词骨髓间充质干细胞；流式细胞术；培养模型中图分类号 Q813 文献标识码 B 骨髓（bone marrow ，BM ） 中包含有两类干细胞，即造血干细胞和间充质干细胞(mesenchymal stem cells ，MSCs)。MSCs 属混杂细胞群，其表面抗原标志尚未完全确定。MSCs 作为多能干细胞具有可塑性，有报道显示在细胞因子作用下可以在体外诱导分化为骨骼肌细胞、脂肪细胞、心肌细胞、上皮细胞和血管内皮细胞，并且参与体内组织新生、损伤修复 和重建[1]。本实验应用改进的密度梯度离心法、差异 贴壁法和酶消化法建立MSCs 的体外培养扩增模型，寻找高度特异性的表面抗原，以利于干细胞移植的广泛应用。1材料与方法 1.1材料（1）BM ：39岁男性健康志愿者5mL 。（2）仪器：FACScar 流式细胞仪（Beckman -Coulter ），倒置相差显微镜（OLYMPUS ），荧光显微镜（OLYM －PUS ） ，恒温培养箱（Forma Scientific ），高速低温离心胞系MHCC97-H 的增殖。骨髓间充质干细胞旁分泌物质或许通过分泌细胞因子影响肝癌细胞某一信号通路促进细胞增殖的。 AFP 是CBRH-7919肝癌细胞分泌的一种蛋白，本研究发现随着骨髓间充质干细胞旁分泌物质浓度的升高，AFP 也逐渐升高，表明骨髓间充质干细胞旁分泌物质也增强了7919肝癌细胞分泌AFP 的功能。 骨髓间充质干细胞促进肝癌细胞增殖的具体机制目前尚未明确，目前有以下几种学说：免疫抑制影响肿瘤基因的表达，分泌细胞因子以及参与肿瘤血管形成等[4-7]。邵志红等[5]发现大鼠骨髓间充质干细胞能通过影响Walker-256肝癌细胞VEGF 和nm23的表达,促进肝癌细胞的增殖。Li 等[6]发现人骨髓间充质干细胞是通过分泌细胞因子进而影响TGFβ信号通路促进肝癌细胞增殖的。尽管骨髓间充质干细胞对肝癌增殖的确切机制尚未明确，但有效地抑制骨髓间充质干细胞的促增殖作用具有重要的意义，其有可能成为新的抗癌靶点。笔者将继续研究骨髓间充质干细胞旁分泌物质促进肝癌细胞增殖的内在机制，为肝癌治疗带来新的希望。 参考文献： ［1］Lu YR,Yuan Y,Wang XJ,et al.The growth inhibitory effect of mesenchymal stem cells on tumor cells in vitro and in vivo[J].Can-cer Biol Ther,2008,7(2):245 ［2］乔玲，赵铁军，山长亮，等.人间充质干细胞抑制肝癌细胞增殖 的作用及其基因表达谱分析[J].中国生物化学与分子生物学报，2007，23(12):1037 ［3］陈双庆，王培军，李铭华，等.磁标记骨髓间充质干细胞对肝细 胞癌的抑制作用[J].临床放射学杂志，2009，28(10):1454 ［4］Djouad F,Plence P,Bony C,et al.Immunosuppressive effect of mesenchymal stem cells favors tumor growth in allogeneic animals [J].Blood，2003,102(10):3837 ［5］邵志红，王培军，李铭华，等.大鼠骨髓间充质干细胞移植对 Walker-256肝癌生长影响的实验研究[J].中华医学杂志，2009，89(7):491 ［6］Li GC,Ye QH,Xue YH,et al.Human mesenchymal stem cells in-hibit metastasis of a hepatocel lular carcinoma model using the MHCC97-H cell line [J].Cancer Sci,2010,101(12):2546 ［7］Zhu W,Xu W,Jiang R,et al.Mesenchymal stem cells derived from bone marrow favor tumor cell growth in vivo [J].Exp Mol Pathol,2006,80(3):267 ［8］Zheng JF,Liang LJ.Transplanted bone marrow stromal cells are not cellular origin of hepatocellular carcinomas in a mouse model of carcinogenesis[J].World J Gastroenterol,2008,14(19):3015 ［9］Leek RD,Harris AL,Lewis CE.Cytokine networks in solid human tumors:regulation of angiogenesis[J].J Leukoc Biol,1994,56(4):423 ［10］Budhu A,Wang XW.The role of cytokines in hepatocellular carci-noma[J].J Leukoc Biol,2006,80(6):1197 （2011-04-27收稿） 作者简介刘长乐（1979-），男，主治医师，硕士，研究方向：冠心病、心律失常；通信作者：李广平，Email ：tjcardiol@https://www.doczj.com/doc/3013914285.html, 。 Ｖｏｌ．１7熏Ｎｏ．4Dec.２０11 天津医科大学学报 Journal of Tianjin Medical University 第１7卷4期２０11年12月 458
小鼠骨髓间充质干细胞的分离培养与鉴定 发表时间：2012-05-24T09:50:06.677Z 来源：《医药前沿》2012年第1期供稿作者：林芸1 蔡鹏威2 陈为民1 孟春3 [导读] 分离、培养符合实验要求的小鼠骨髓间充质干细胞并进行鉴定，为进一步的研究打基础。 林芸1 蔡鹏威2 陈为民1 孟春3 ( 1 福建医科大学省立医院临床学院血液科福建福州 3 5 0 0 0 1 ) ( 2 福建省立医院检验科福建福州 3 5 0 0 0 1 ) ( 3 福州大学生物工程学院福建福州 3 5 0 0 0 1 ) 【摘要】目的分离、培养符合实验要求的小鼠骨髓间充质干细胞并进行鉴定，为进一步的研究打基础。方法采用贴壁培养法培养小鼠骨髓间充质干细胞，观察细胞的形态及生长特性，并应用流式细胞仪对细胞表面抗原CD34、CD45、CD29、CD44进行表型鉴定。结果原代分离的间充质干细胞在接种后培养24小时，细胞开始贴壁，胞体呈圆形或多边形，培养第3-5天，细胞开始较紧密贴附壁上并开始有细胞呈梭形，培养第7天开始观察到细胞分裂，随着细胞数的增加，细胞的生长速度变快，逐渐成漩涡状排列，培养第12天贴壁细胞长满瓶底的80%，并融合成片。传代后细胞生长迅速，培养7天左右即可长满瓶底的80%。传至10代仍具有良好的增殖活性。流式细胞仪检测第4代及第8代MSCs细胞均不表达CD34、CD45，但表达CD29、CD44，纯度分别为73.8% 、91.65%。结论采用贴壁培养法可获得生长状态良好、增殖能力强的间充质干细胞，随传代数增加，其纯度增加，且该方法简单、实用。 【关键词】骨髓间充质干细胞细胞培养流式细胞术表型鉴定 【中图分类号】R392.2 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2012）01-0082-02 间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs）起源于中胚层，具有高度增殖和自我更新的能力，有向骨、软骨、脂肪、血管内皮细胞、神经星型胶质细胞等分化的潜能[1]，可分化成骨髓基质支持造血，并可分泌多种细胞因子促进造血干细胞增殖分化，同时它能抑制同种异体反应性T淋巴细胞，在同种异基因造血干细胞移植后的造血重建及免疫调节，预防移植物抗宿主病等方面有广阔的应用前景[2]，但骨髓间充质干细胞含量极低，仅占骨髓单个核细胞的0.001%-0.010%[3]，因此，培养出生长状态良好，足够数量的骨髓间充质干细胞是应用的前提。 1 材料和方法 1.1 材料 1.1.1 实验动物雄性，C57B L/6小鼠，清洁级，8周龄，体重18-20g，购于吴氏动物实验中心。 1.1.2 实验仪器与试剂低糖DMEM培养基（Gibco公司），特级胎牛血清（Hy c l o ne公司），胰蛋白酶（Si gma公司），青霉素钠（Si gma公司），链霉素（Si g m a公司），5%C O2培养箱（日本三洋公司），流式细胞仪(BD FA CSCalibur)，倒置显微镜（OLYMPUS），大鼠抗小鼠单克隆抗体：CD29-PE、CD44-FITC、CD34-PE、CD45-FITC（BD公司）。 1.2 方法 1.2.1 小鼠骨髓间充质干细胞的分离及原代培养取8周龄雄性C57BL/6小鼠，颈椎脱臼法处死，75%酒精浸泡5分钟，取出双侧腿骨，置于装有P BS溶液的培养皿中小心剔除粘连于骨上的肌肉组织，移入装有预冷的含10%特级胎牛血清、青霉素钠100U/ml、链霉素0.1g/L 的低糖DMEM培养液的培养皿中，剪去腿骨两端，用1m l注射器抽取培养液反复冲洗骨髓腔，直至骨发白，收集冲洗液，反复吹打使细胞打散，静置10分钟，小心将上清移至灭菌的10m l离心管中，4℃3000r p m离心3分钟，弃上清，用含10%特级胎牛血清的L-DMEM培养液重悬细胞，反复吹打混匀，4℃3000r p m离心3分钟，弃上清，再用含10%特级胎牛血清的L-D M EM培养液重悬细胞，反复吹打混匀，4℃3000r p m离心3分钟，弃上清，再用含10%特级胎牛血清的L-DMEM培养液重悬细胞，反复吹打混匀，调整细胞密度为5×105个/ml接种于25cm2培养瓶中，置于5%C02，37℃，饱和湿度95%的培养箱中培养4小时后，轻轻吸出上清，并加入新鲜培养液。培养24小时后轻轻吹打，使未贴壁的细胞悬浮，吸出上清，加入新鲜的培养液，继续培养。以后每天换液1次，并观察细胞形态。 1.2.2 小鼠骨髓间充质干细胞的传代培养原代细胞生长接近瓶底的80%时，吸去上清，加入0.125%胰蛋白酶，37℃条件下消化并观察细胞形态，待细胞呈球形、不在粘连时吸弃胰酶，加入新鲜培养液重悬细胞，4℃3000r pm离心3分钟，弃上清，再加入培养液重悬细胞，反复吹打混匀，按1:2比例接种到新的培养瓶，置于5%C02，37℃，饱和湿度95%的培养箱中继续培养，仍然每天换液，直至细胞贴壁融合成片，接近瓶底80%时，重复以上操作，再次传代。 1.2.3 小鼠骨髓间充质干细胞的表型鉴定收获第4代及第8代生长良好的细胞，胰酶消化后，4℃1000r p m离心5分钟，弃上清，PBS洗涤细胞2次，每代细胞分别设2管，调节每管细胞数为5×105,分别加入C D29和C D44、CD34和CD45单抗，室温孵育30分钟，PBS洗涤细胞3次，流式细胞仪检测分析，同时用PBS作为一抗设置阴性对照。 2 结果 2.1 小鼠骨髓间充质干细胞的原代培养及扩增培养4小时后吸出上清，加入新鲜培养液后，大多数悬浮细胞被吸出，瓶中细胞数目明显减少，并且都呈现球转，折光率较强，原代分离的间充质干细胞在接种后培养24小时，细胞开始贴壁，胞体呈圆形或多边形，培养第3-5天，细胞开始较紧密贴附壁上并开始有细胞呈梭形，并不断长大、变长，但未观察到细胞分裂，培养第7天开始观察到细胞分裂（图1），随着细胞数的增加，细胞的生长速度变快，逐渐成漩涡状排列，培养第12天贴壁细胞长满瓶底的80%，并融合成片（图2）。传代后细胞生长迅速，培养7天左右即可长满瓶底的80%。传至10代仍具有良好的增殖活性。
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
[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 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
骨髓间充质干细胞分离培养和生物学特性的研究进展 邴爱英宋文刚 (泰山医学院 , 山东泰安 271016 关键词 :骨髓间充质干细胞 ; 分离培养 ; 生物学特性 中图分类号 :R392文献标识码 :A 文章编号 :1004-7115(2011 07-0549-04 骨髓间充质干细胞 (bone marrow mesenchymal stem cells , BMSCs 亦称骨髓基质干细胞 (bone mar-row stromal cells , BMSCs , 是主要存在于机体骨髓腔中的一种干细胞 , 在一定的诱导条件下 , 可分化为多种胚层细胞 [1－2], 更重要的是骨髓间充质干细胞具有较强的免疫调节功能 , 进行异体移植时可避免免疫排斥反应 [3], 故对骨髓间充质干细胞的研究越来越受到广泛的关注。 20世纪 70年代中期 , Friedenstein 等首次报道 , 骨髓标本中小部分贴壁细胞在培养过程中能够分化形成类似骨、软骨的集落 , 并将之称为骨髓多能间充质干细胞 (marrow pluripotent stromal cells , 又称 BMSCs 。 1997年 , Prockop 成功分离出BMSCs , 发现其具有多向分化潜能 , 可分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、神经样细胞和成肌细胞等。近年来 , 人们在研究中建立了人、猴、兔、大鼠等不同种属 BMSCs 的培养体系 , 其取材部位及方式等各有不同。 1骨髓间充质干细胞的分离与培养 BMSCS 的含量很低 , 约占骨髓有核细胞的 0. 001% 0. 010%左右 , 并且随着年龄增长递减 , 要利用 BMSCS 就必须实现 BMSCS 的体外分离培养和扩增。目前对骨髓间充质干细胞的分离、纯化、培养还没有统一的方法 , 现在较为常用的分离方法主要有 :贴壁筛选法、密度梯度离心法、流式细胞仪和免疫磁珠分离法。前两种方法获得的骨髓间充质干细胞成分复杂 , 纯度不够高。而用流式细胞仪和免疫磁珠分离技术虽然可获得高纯度的骨髓间充质干细胞 , 但对细胞活性和分化能力有较大影响 , 而且实验条件要求高 , 需要骨髓量较大。目前最