中药对骨髓基质干细胞向神经细胞分化影响的研究

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(山东中医药大学 基础医学院，山东 济南 250355)

干细胞是一种具有高度自我更新能力和分化潜能的细胞群体，因而成为细胞治疗的理想靶细胞。骨髓造血干细胞的研究成为早期干细胞研究的焦点，并且取得了巨大的成就。近些年的研究发现，骨髓中还存在一类骨髓基质干细胞，这种细胞不仅可以分化为造血组织的细胞，还可以分化为中胚层和神经外胚层组织来源的细胞。这类细胞的发现及各项相关研究为缺血性脑损伤、帕金森综合征、亨廷顿舞蹈症、阿尔茨海默病等神经系统疾病的治疗带来了希望。本文就祖国医学以中药制剂对骨髓基质干细胞向神经细胞分化影响的研究进展作一概述。

1 骨髓基质干细胞的发现和分离方法

Friedenstein等[1]于1968年证实了骨髓基质干细胞的存在。在对全骨髓标本的培养过程中发现了一些克隆性、成纤维样生长的贴壁细胞，这些细胞就是骨髓基质干细胞。1987年Friedenstein等[2]在塑料培养皿中培养骨髓单个核细胞时发现这些细胞在一定条件下可以分化为成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞、成肌细胞等，这些细胞经过20～30个培养周期后仍能保持其多向分化的潜能。由于骨髓中的这种多能细胞能够分化为多种中胚层来源的间质细胞,因而又被称为间充质干细胞。

骨髓基质干细胞的分离方法：(1)密度梯度离心法：根据骨髓基质干细胞与其它细胞的密度不同而采用percoll分层液将其分离出来。(2)贴壁筛选法：根据骨髓基质干细胞具有在塑料培养瓶中贴壁生长的特性对其进行分离。(3)流式细胞仪分选法：根据骨髓基质干细胞体积小，相对缺少颗粒的特征对它进行分选。(4)免疫磁珠分离法。

2 骨髓基质干细胞的生物学特征与鉴定

骨髓基质干细胞具有很强的自我更新能力。生理状态下，体内骨髓基质干细胞增殖不明显，但是在体外补充适量血清的培养液中，它们能贴壁生长，表现出旺盛的有丝分裂能力和增殖能力。到目前为止，还没有特异性的骨髓基质干细胞表面标记物被发现。一般认为细胞表面蛋白如SH2、SH3、CD29、CD44、CD71、CD90、CD106、CD120、CD124等呈阳性，CD14、CD34、CD45造血谱系标记阴性。由于骨髓基质干细胞特有的标记分子尚未筛选出来，所以现在只能通过培养过程中出现CD14、CD34和CD45的阴性反应作为一定的参考依据。

3 中药制剂对骨髓基质干细胞体外诱导分化的研究

大量实验研究已经证实骨髓基质干细胞具有旺盛的分裂增生能力和多向分化潜能。体外培养的骨髓基质干细胞在不同诱导因素下可以向不同的谱系分化。尤其是随着中药提纯技术的不断改进，祖国医学在以中药制剂作为诱导剂来治疗疾病的研究方面有了一定的进展。张进等[3]用龟板水煎液诱导骨髓基质干细胞向神经元样细胞分化，结果发现骨髓基质干细胞可转化为神经干细胞。董晓先等[4]用天麻注射液诱导骨髓基质干细胞分化为神经元样细胞。姚晓黎等[5]将含不同浓度党参和黄芪血清DMEM用来诱导人的骨髓基质干细胞，经免疫组化检测和神经分化的定量分析，证明用含党参和黄芪的培养液体外可以诱导人的骨髓基质干细胞分化为神经元样细胞。

陆长青等[6]用含丹参注射液的L-DMEM培养基进行诱导，以不含血清的L-DMEM培养基进行培养作为对照。经观察细胞的形态学变化和诱导后相关的指标检测，结果显示丹参体外可以将骨髓基质干细胞诱导分化为神经元样细胞。杨新文等[7]在体外用黄芪注射液成功将骨髓基质干细胞诱导分化为神经元样细胞。人参注射液、刺五加注射液等均可作为诱导剂在体外诱导骨髓基质干细胞定向分化成神经元样细胞。

4 中药制剂对骨髓基质干细胞体外诱导分化的作用机制

尽管中药制剂作为诱导剂在骨髓基质干细胞分化为神经元细胞的研究中取得了显著的成绩，但是仍然存在着很多问题。其作用机制尚不完全清楚，目前认为中药制剂作为诱导剂的可能机制主要是抗氧化作用，实验研究表明，骨髓基质干细胞经中药制剂诱导后，单一的向神经细胞方向分化，细胞不仅在形态，而且在基因水平均发生了明显的变化。

5 小结

中药是祖国传统医学的瑰宝，素有强身健体，滋阴壮阳等作用，中国传统中药的应用历史源远流长。中药诱导具有鲜明的特色，近年来国内学者在以中药制剂诱导骨髓基质干细胞向神经细胞分化方面取得了显著的成绩。但是仍然存在一些需要解决的问题：(1)实验中的选药依据；(2)有效成分的筛选；(3)确切的诱导机制等问题有待进一步的解决。目前的研究大多数停留在实验阶段，怎样才能更好的服务于临床，相信随着研究的不断深入，中药制剂诱导骨髓基质干细胞分化为神经元的方法会越来越成熟。

[1]Transplantation：Friedenstein AJ, Petrakova KV, Kurolesova AI, et al. Heterotopic of bone marrow[J].Analysis of precursor cells,1968,6(2):230-247.

[2] Cell tissue kinet:Friedenstein AJ,Chailakhyan RK,Gerasimov UV.Bone marrow osteogenic stem cells:in vitro cultivation and transplantation in diffusion chambers[J].1987,20(3):263-272.

[3]张 进,徐志伟,补肾法诱导间充质干细胞向神经方向分化研究[J].现代医院,2004,4(9):15-17.

[4]董晓先,刘金宝,董燕湘,等.天麻诱导骨髓间质干细胞分化为神经元样细胞的实验研究[J].中国中西医结合杂志,2004,24(1):51-54.

[5]姚晓黎,刘卫彬,柳太云,等.参芪液对成人骨髓间质干细胞的诱导分化作用[J].中国神经精神疾病杂志,2004,30(3):211-212.

[6]陆长青,王 勇,陈登榜,等.丹参诱导骨髓基质干细胞向神经元样细胞分化及相关基因的表达[J].四川解剖学杂志,2006,14(1):1-4.

[7]杨新文,王 勇.黄芪诱导大鼠骨髓间充质干细胞分化为神经样细胞[J].中国组织工程研究与临床康复,2008,12(25):4996-5000.