间充质干细胞的研究进展

饶圣宏

（安徽三联学院 护理系，安徽 合肥 230601）

间充质干细胞的研究进展

饶圣宏

（安徽三联学院 护理系，安徽 合肥 230601）

间充质干细胞(Mesenchymal stemcells，MSCs)具有低免疫原性、免疫调节作用及多向分化潜能，并且来源充足、可避免伦理学争议的优点，使其有望成为种子细胞，应用于临床干细胞移植治疗.目前通过体内外诱导等方法已能实现MSCs的扩增和定向分化，本文对MSCs的研究进展作一综述，希望对今后MSCs的相关研究与临床应用提供参考.

间充质干细胞；免疫原性；分化

间充质干细胞(mesenchymal stemcells，MSCs)是一种来源于中胚层具有自我复制更新和多向分化的成体多能干细胞，研究最早并且最深入的是骨髓间充质干细胞(BMSCs)[1].它具有容易获得、能稳定传代、低免疫原性、可移植性等特征，具有免疫调节作用可有效降低GVHD的发生率及严重程度，实验证明MSCs在特定的条件下能够诱导分化为骨、软骨、神经等不同组织类型的细胞，给许多疾病的治疗展示了美好前景.

1 间充质干细胞的生物学特点

间充质干细胞广泛存在于人体骨髓、脂肪、脐带、胎盘、羊水等组织中[2]，可分化成骨、软骨、心肌样细胞及神经元细胞等多种组织，具粘附性，纺锤形、成纤维细胞样形态.对于间充质干细胞的鉴定，现在还没有统一标准，国际细胞治疗协会提议，间充质干细胞的鉴定标准之一就是细胞表面标志CD105、CD73和 CD90阳性率超过 95%，CD34、CD45、CD14或 CD1lb、CD79a或 CD19 和 HLA-DR阴性率超过95%[3].Saito[4]等人首次证明MSCs具有归巢的能力，MSCs归巢是指在移植或自体动员后，干细胞可以定向趋向性迁移越过血管内皮细胞至靶向组织并定植存活的过程.自体或外源性MSCs在多种因素作用下，向缺血或损伤组织归巢是其重要的特征[5].

2 间充质干细胞的免疫原性和免疫调节作用

造血干细胞是最早应用于临床移植的干细胞，主要的并发症之一是移植物抗宿主病(GVHD).MSCs由于不表达 HLAⅡ类分子及 Fask、B7-1、CD40等部分共刺激分子，低水平表达或不表达HLAⅠ类分子等，因此能够逃避免疫系统的攻击[6].又有实验证明，在胎羊免疫功能发育后，将人MSCs植入胎羊体内，MSCs能长期存活而无排斥反应.因此人们预言了MSCs的低免疫原性在临床移植、组织工程等方面都有巨大潜能[7].

实验表明，MSCs对机体具有免疫调节作用.它可抑制免疫系统对自己发起的攻击，其免疫调节效应是没有抗原特异性和选择性的，对各种免疫细胞，如T细胞、B细胞、树突状细胞(DC)、自然杀伤细胞(NK)等，均具有免疫调节作用[8].在体外实验中发现MSCs可抑制T、B淋巴细胞增殖，使其停滞在G0/G1期而发挥免疫调节作用[9]；还能通过诱导调节性T细胞的扩增来增强其免疫抑制功能、直接抑制B淋巴细胞分泌抗体等[10]，这些均能促进移植物植活及降低GVHD发生率的作用[11].I期临床试验结果已经证实，在接受异基因造血干细胞移植的患者中，同时接受异基因MSCs者的GVHD发生率明显降低[12].

3 间充质干细胞的分化能力

间充质干细胞能够向成骨细胞、软骨细胞分化，Centeno等将BMSCs治疗退行性关节病变，此方法可促进骨的再生，对于骨关节炎和半月板损伤具有重要的治疗意义.Miao等将少量软骨细胞与BMSCs体外共培养，均成功形成成熟软骨样组织，且发现含20%软骨细胞的共培养体系最适合BMSCs成软骨分化[13].

间充质干细胞在体内外可被诱导分化为多种上皮细胞，如肺和气管上皮细胞、肾小管上皮和角膜上皮细胞等，表达上皮细胞特异性标志.MSCs回输体内后，可有效修复损伤的肺上皮细胞组织，缓解炎症损伤，减轻肾小管细胞损伤、促进肾小管上皮细胞再生；也可在载体上利用MSCs构建生物角膜，进行眼表修复[14].另外，MSCs还可以向胰腺导管上皮细胞、子宫内膜上皮细胞、生精上皮细胞等分化[15]，MSCs在临床治疗上皮细胞损伤类疾病中展现出巨大的潜能.

间充质干细胞经诱导可以向心肌样细胞分化.研究表明，人脐带源间充质干细胞（HUMSCs）利用5-氮杂胞苷或二甲基亚砜诱导分化后，免疫组化检测到心肌样细胞所特有的cT-NI、cTNT和心肌结蛋白.RT-PCR可以检测到心肌特异性转录因子等说明HUMSCs能向心肌样细胞分化.Scorsin等证实干细胞移植后心脏在体功能改善[16].

间充质干细胞经诱导可以向肝样细胞分化.Kakinuma等证明，HUMSCs在体外和体内均可诱导成肝样细胞[17].任红英等采用改良的二步法肝细胞分化培养体系体外诱导HUMSCs向肝细胞分化，结果显示HUMSCs低表达AFP、ALB和细胞角蛋白-19(CK-19)的mRNA和蛋白，在诱导分化后14和28天，高表达肝细胞标志AFP、AIB、CK-19以及色氨酸2，3-双加氧酶基因.提示HUMSCs在体外能够分化为有功能的肝样细胞.

在特定的条件下，间充质干细胞经过诱导在体内和体外均可分化为神经元样细胞，并表达一些神经标志性蛋白.在体外利用化学诱导、神经营养因子等多种方法诱导HUMSCs后，可表达神经干细胞的标记巢蛋白，神经元的标记神经元特异性烯醇化酶、神经元核抗原、神经微丝-M以及星形胶质细胞标记胶质纤维酸性蛋白[18].而且HUMSCs能表达神经营养因子，可以为受损神经再生提供营养因子[19].

4 问题与展望

MSCs研究近年在很多国家都取得了较大的进展，但仍有一些问题亟待解决，如MSCs在体外定向分化的细胞是否为有功能的细胞；如何体外操作MSCs使其成功定向分化；MSCs在体内如何干扰损伤的细胞或疾病的病理生理过程以及是否具有远期的致瘤性等.这些问题的成功解决将在未来促进间充质干细胞的研究不断深入以及组织工程学的不断发展.

〔1〕Jiang Y,Jahagirdar BN,Reinhardt RL,et a1.Pluripoteney of mesenchymal stem cells derived from adult marrow.Nature.2002,418(6893):4149.

〔2〕Caplan A I.Why are MSCs therapeutic?New data:newinsight[J].J Pathol,2009,217(2):318-324.

〔3〕DOM INICI M,LE BLANCK,MUELLERi,et a1.The International Society for Cellular Therapy position statement[J].Cytotherapy,2006,8(4):315-317.

〔4〕Saito T,Kuang JQ,Bittira B,et a1.Xenotransplant cardiac chimera:immune tolerance of adult stem cells[J].Ann Thorac Surg,2002,74(1):19-24.

〔5〕Gimble J M,Katz A J,Bunnell B A.Adipose-derivde stem cells for regenerative medicine[J].Circ Res.2007,100(9):1249-1260.

〔6〕刘晶,宋琳,邹伟等.体外扩增间充质干细胞功能有效性与移植安全性评价研究进展[J].生物工程学报,2010,26(12):1629-1635.

〔7〕Maitra B,Szekely E,Gjini K el a1.Human mesenchymal stem cells support unrelated donor hematopoietic stem cells and suppress T-cell activation[J].Bone Marrow Transplant,2004,33(6):597-604.

〔8〕PUISSANT B,BARREAUC et a1.hnmunonmdulatory effect of human adipose tissue-derived adult stem cells:comparison with bone marrow mesenchymal stem cells [J].Br J Haematol.2005,129(1):118-129.

〔9〕CORCIONE A,BENVENUTO F,FERRETYI E,et a1.Human mesenchymal stemcells modulate B cell functions[J].Blood,2006,107(1):367-372.

〔10〕LE BLANC K,RASMUSSON I,SUNDBERG B,et a1.Treatment of severe acute graft-versus-host disease with third party haploidentical mesenchymal stem cells[J].Lancet,2004,363(9419):1439-1441.

〔11〕Aggarwal S,Pittenger MF,Human mesenchymal stem cells modulate allogeneic immune cell responses[J].Blood,2005,105:1815-1822.

〔12〕Tian Y,Deng YB et al.Bone narrow derived mesenchymal stemcells decrease acute graft-versus-host disease after allergenic hematopoietic stem cells transplantation [J].Immunol Invest,2008,37(1):29-42.

〔13〕Miao CL.Zhou GD,Liu TY,et a1.Preliminary study of in vitro chondrogenesis by coculture of bone marrow stroma cells and chondrocytes.Acad J SSMU.2004,24:246-249.

〔14〕Braun M,Lelieur K,Kietzmann M.Purinergic substances promote murine keratinocyte proliferation and enhance impaired wound healing in m ice[J].Wound Repair Regen,2006,14(2):152-161.

〔15〕Du H,Taylor HS.Contribution of bone marrow-derived stem cells to endometrium and endometriosis.Stem Cells,2007,25(8):2082-2086.

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1673-260X（2012）05-0111-02