人脐带血间充质干细胞探究近况及其在脂肪组织工程中应用.docVIP

人脐带血间充质干细胞探究近况及其在脂肪组织工程中应用肖宏涛 综述，刘 毅 审校 人脐带血间充质干细胞(HUCBMSCs)是一种具有全能干细胞特点的细胞，是中胚层发育的早期细胞，其形态和生物学特点与骨髓源性间充质干细胞相似,具有多向分化潜能，可分化为成骨细胞、脂肪细胞、神经细胞等[1]。与骨髓相比，脐带血有更充足的来源，对供者无任何不良影响，其间充质干细胞更为原始，分化能力更强。因此脐带血间充质干细胞有可能替代骨髓间充质干细胞成为组织工程的重要种子细胞。脐带血间充质干细胞现已成为继骨髓间充质干细胞、脂肪间充质干细胞后又一受众多学者关注的热点，本文就脐带血间充质干细胞的研究近况及其在脂肪组织工程中的应用做一综述。 1脐带血间充质干细胞的发现及其生物学特征 1.1 脐带血间充质干细胞的发现：在脐带血中是否存在间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs），研究初期有许多争议。Erices等[2]于2000年首次报道了从脐带血中分离培养出间充质样细胞，但在培养的29份标本中只有7份表现为间充质样细胞(Mesenehymal-like cells，MLC)，其免疫表型和功能特点与骨髓来源的MSCs极为类似，其余22份培养出的均为破骨样细胞，同时发现早产儿脐血中间充质干细胞的含量要较足月儿丰富。 Mareschi等[3]与上述意见不同，他们检测了35份骨髓和58份足月产脐血标本，以Percoll密度梯度离心分离单个核细胞，脐血的贴壁细胞很快衰退，表达CD45、CD14、CD31等造血及内皮细胞的标志，他们还检测了通常由MSCs分泌的两种细胞因子IL-6、IL-11和通常由单核-巨噬细胞分泌的TNFα、TGFβ的mRNA表达，结果显示脐血的贴壁细胞表达IL-6、TNFα和TGFβ，不表达IL-11，进一步证明脐血中缺乏MSCs，由此他们得出结论脐血中贴壁的单个核细胞表现出造血细胞的形态特点而不是MSCs。Yu等[4]培养了中期妊娠(16～28周)的胎儿血和足月分娩的脐带血，前者可以得到MSCs，而后者只得到异质性的贴壁细胞，表达CD45，表明属于造血细胞。Karen Bieback等[5]则通过实验证明了足月妊娠产妇脐带血中MSCs的存在，而且探究了MSCs的分离与脐血采集量、保存时间、单个核细胞数以及是否发生凝血和溶血有关。Lee等[6]应用梯度离心法从脐带血中分离到间充质干细(MSCs),并对其性质进行了初步鉴定，再次证实脐带血中存在MSCs。 随着研究脐带血间充质干细胞的学者越来越多，学者们的结论也逐渐趋于一致，脐带血中的确存在MSCs，但脐带血间充质干细胞所占的比例远较骨髓低得多(0.05～2.8/1.0×106脐带血单个核细胞，2～5／1.0×106骨髓单个核细胞)，脐带血MSCs连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能，而且保持正常的核型和端粒酶活性。细胞周期研究表明，85％以上的MSCs处于G0/G1期，用流式细胞仪分析MSCs的RNA和DNA含量发现，脐带血MSCs有5％处于G0 期，而骨髓MSC有20％处于G0期。 1.2 脐带血间充质干细胞的生物学特性：近年来，对脐带血MSCs的研究已取得了重大进展，对其生物学特性也有了更深入的认识。一般认为在体外培养的脐带血MSCs的形态与骨髓MSCs相似，呈长梭形或纺锤形，只是体积稍小一些。有人还把脐带血来源的MSCs和骨髓来源的MSCs作了基因表达方面的对比，结论是：两者的基因表达除了因来源不同而导致的差别外，基本上是一致的[7]。脐带血MSCs另一个重要的生物学特性是其具有很强的增殖能力，Gang 等[8]将来源于人的新鲜脐血单个核细胞分离培养，发现传至第二代时即可见大量均一的成纤维状贴壁细胞（即MSCs），大约86％的细胞处于G0/G1期。另据有关学者[9]统计6.6×105个脐带血原代MSCs在体外扩增10代后可获得9.9×108个细胞，扩增约1 500倍。这都充分表明了这些脐带血MSCs细胞确实具有很强的增殖潜能。 目前已有众多学者对脐带血MSCs表面抗原特性作了研究，证实脐带血MSCs均稳定地表达与MSCs相关联的CD13、CD29 、CD44 、CD90 、CD105 (SH2)及CD73 (SH3 、SH4)抗原（SH2、SH3和SH4为MSCs相关性抗原），但不表达与造血及内皮细胞有关的CD14、CD34、CD45、CD31表面抗原[6，10-13]，这与骨髓来源的MSCs表面抗原完全一致[9，14]。脐带血MSCs所具有的多向分化潜能也是其重要的生物学特性之一。Lee等[15]用RT-PCR技术分析脐带血间充质干细胞，发现其表达多向分化基因：SDF21，NeuroD,血管内皮生长因子受体(VE