臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞綜述轉(zhuǎn)

1、臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞概述醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)班70080103王雪彤臍帶是胎兒時(shí)期連接母體與胎兒的索狀結(jié)構(gòu)，其外被羊膜，內(nèi)含2條臍動(dòng)華爾通氏脈、1條臍靜脈，在動(dòng)靜脈之間含有特殊的胚胎粘液樣結(jié)締組織膠(WhartonpsJelly),從華爾通氏膠分離得到的基質(zhì)細(xì)胞即為人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(HUMSCs)。1人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(HUMSCs)的形貌分析：倒置顯微鏡下觀察人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)，為形態(tài)相對(duì)均一的梭形細(xì)胞，呈平行排列生長(zhǎng)或旋渦狀生長(zhǎng)，低密度時(shí)較扁平,密度增加趨于融合時(shí)細(xì)胞變細(xì)長(zhǎng)。掃描電鏡下觀察呈長(zhǎng)條狀纖維樣，細(xì)胞膜表面不光滑，有小結(jié)節(jié)狀物，細(xì)胞無(wú)明顯突起，細(xì)胞間無(wú)網(wǎng)絡(luò)狀連接。透射電鏡觀察核大，不規(guī)則

2、，核仁明顯，常染色質(zhì)多，異染色質(zhì)少，胞漿少。胞質(zhì)內(nèi)細(xì)胞器較少，以粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體為主，內(nèi)有大量游離核糖體，部分細(xì)胞可見(jiàn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)月中脹。植塊法培養(yǎng)獲得的人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(X200)例如三代細(xì)胞的形態(tài)學(xué)特征一一人體臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞離體培養(yǎng)后，培養(yǎng)至第三代。第三代人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞以均一長(zhǎng)梭形的細(xì)胞為主，細(xì)胞周邊有較多的絲狀偽足，見(jiàn)圖1,2;并形成毗鄰細(xì)胞之間的網(wǎng)狀連接，見(jiàn)圖3;細(xì)胞核較大，核膜清晰，含兩三個(gè)核仁，核質(zhì)比較小，見(jiàn)圖4。2人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(HUMSCs)的生物學(xué)特性：HUMSCs既非胚胎干細(xì)胞又非成體干細(xì)胞，是別于兩者之間的一類(lèi)新的多能問(wèn)充質(zhì)細(xì)胞，它們之間既有聯(lián)系又有差異。根據(jù)國(guó)際

3、細(xì)胞療法間充質(zhì)與組織干細(xì)胞委員會(huì)(theMesenchymalandTissueStemCellCommitteeoftheInternation2alSocietyforCellularTherapy)制定的最低標(biāo)準(zhǔn),臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)需滿足以下條件：1)MSCs在標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)條件下呈貼壁生長(zhǎng)；2)MSCs表達(dá)CD105,CD73和CD90,不表達(dá)CD45,CD34,CD14或CD11b,CD79a或CD19和HLA2DR;3)MSCs在體外至少能向成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和軟骨細(xì)胞分化。和其他來(lái)源的MSCs一樣HUMSCs呈長(zhǎng)條梭形貼壁生長(zhǎng)，表達(dá)CD73、CD90、CD105、CD166、

4、CD10、CD13、CD29、CD44及HLA2ABC,不表達(dá)CD34、CD45、CD31等造血干細(xì)胞標(biāo)記或CD33、CD14、CD56及HLA2DR、2DA、2DP、2DQ，體外誘導(dǎo)培養(yǎng)能向多種成體細(xì)胞分化。比照這些條件，表明華爾通氏膠來(lái)源的間質(zhì)細(xì)胞具有MSCs特性。HUMSCs還表達(dá)原始干細(xì)胞標(biāo)記，如白血病抑制因子受體通路、胚胎干細(xì)胞特異基因I及端粒逆轉(zhuǎn)錄酶及Nanog、STAT3、AP、Oct24、BMP4、PAX6、ADAM12、Nestin、HLA2I。另外，HUMSCs低表達(dá)移植相關(guān)的細(xì)胞表面標(biāo)記CD80、CD86、CD40和CD40l等。在混合淋巴細(xì)胞檢測(cè)中呈免疫抑制,并抑制T細(xì)

5、胞的增殖，異體移植該細(xì)胞可產(chǎn)生免疫耐受性，表明其為一類(lèi)免疫缺陷細(xì)胞，異基因移植不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。3臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(UMSCs)的移植治療作用：骨髓MSCs用于改善心、腦功能的機(jī)制主要在于其分泌SDF1和VEGF等局部細(xì)胞因子，誘導(dǎo)微血管的生成，改善缺血組織微環(huán)境。UMSCs表達(dá)SDF一1和VEGF,提示了UMSCs治療心腦梗塞、脊髓損傷的可能。1)UMSCs對(duì)腦損傷的治療作用外源性UMSCs對(duì)腦組織的修復(fù)機(jī)理可能涉及到誘導(dǎo)內(nèi)源性VEGF表達(dá)，局部微血管增生，抑制細(xì)胞凋亡等。利用液壓沖擊腦損傷模型，證明UMSCs腦內(nèi)移植有助于損傷早期神經(jīng)功能恢復(fù)。穿刺道鄰近的損傷皮層、海馬區(qū)均可見(jiàn)大量移植

6、細(xì)胞,部分移植細(xì)胞表達(dá)NSE及GFAP,但NSE或GFAP陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量很少，且無(wú)明顯的軸突或樹(shù)突狀突起，不足以重建損傷的神經(jīng)結(jié)構(gòu)。UMSCs移植入卒中模型大鼠腦內(nèi)可明顯改善其神經(jīng)功能,提高皮質(zhì)神經(jīng)元活性。移植細(xì)胞向缺血邊緣區(qū)遷移，分化為膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)元和血管內(nèi)皮細(xì)胞，促進(jìn)缺血腦組織血管和神經(jīng)再生，促進(jìn)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子表達(dá)，提高缺血半球局部腦皮質(zhì)血流量。在UMSCs衍生的巨噬細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞相互調(diào)節(jié)下，一幼betal-lintegrin表達(dá)增強(qiáng)，是UMSCs移植后缺血大腦神經(jīng)損傷修復(fù)的關(guān)鍵因素。2）對(duì)脊髓損傷的治療作用UMSCs移植入大鼠脊髓半切模型后28天在受試動(dòng)物脊髓發(fā)現(xiàn)移植細(xì)胞遷徙、聚集于損傷

7、組織周?chē)婊畹腢MSCs中有NSE或GFAP陽(yáng)性細(xì)胞，陽(yáng)性率分別為3.6%和12.7%,GFAP陽(yáng)性細(xì)胞有明顯的樹(shù)突生長(zhǎng)抖。3）對(duì)帕金森病的治療作用UMSCs移植人帕金森病模型大鼠紋狀體后，動(dòng)物有顯著行為學(xué)改善。移植12周在雙側(cè)黑質(zhì)和腹側(cè)中腦均發(fā)現(xiàn)TH陽(yáng)性細(xì)胞。UMSCs移植6周或12周抗人核抗原，抗體染色均無(wú)陽(yáng)性細(xì)胞。移植6周或12周PD模型大鼠腦損傷部位可見(jiàn)CD8（識(shí)別T細(xì)胞毒性細(xì)胞卜CD4（識(shí)別輔助細(xì)胞卜CD1（識(shí)別有活性的小膠質(zhì)細(xì)胞陽(yáng)性細(xì)胞）,移植部位無(wú)。將向多巴胺能神經(jīng)元誘導(dǎo)后的UMSCs,移植入PD模型大鼠的紋狀體內(nèi)，可以部分改善由阿撲嗎啡誘導(dǎo)的旋轉(zhuǎn)行為，移植個(gè)5月后移植細(xì)胞在大

8、鼠腦內(nèi)向頭尾側(cè)各遷移1.4mm,未經(jīng)誘導(dǎo)的UMSCs移植后個(gè)4月對(duì)PD模型大鼠的旋轉(zhuǎn)行為無(wú)改善。4）對(duì)心臟損傷的治療作用”KadnerA等從臍動(dòng)脈、臍靜脈和全部臍帶分離了三組細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)，篩選心血管組織工程自體細(xì)胞源。結(jié)果三組細(xì)胞形態(tài)均為肌纖維母細(xì)胞樣，均表達(dá)ASMA和中間絲波形蛋白，接種聚合物有良好的組織和細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)，含膠原I、田和彈力蛋白。透射電鏡觀察到肌纖維母細(xì)胞功能活躍，膠原纖維沉積，組織結(jié)構(gòu)不斷生長(zhǎng)，掃描電鏡觀察到組織融合表面。三種細(xì)胞均是良好的心血管組織工程自體細(xì)胞源?；诖薝MSCs已被應(yīng)用于心肌肌纖維母細(xì)胞組織工程，。4人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞（HUMSCs）的應(yīng)用前景人臍帶

9、間充質(zhì)干細(xì)胞是組織工程理想的種子細(xì)胞。因?yàn)槠涑哂腥〔姆奖?，?lái)源廣，數(shù)量充足，增殖能力強(qiáng)，長(zhǎng)期傳代不改變，分泌具有合適構(gòu)成的細(xì)胞外基質(zhì)等特點(diǎn)。此外還具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、采集臍帶對(duì)產(chǎn)婦和新生兒沒(méi)有任何危害及損傷；2、干/祖細(xì)胞更原始，有更強(qiáng)的增殖分化能力；3、免疫細(xì)胞較為幼稚，功能活性低，免疫功能不夠成熟，處于一種緘默狀態(tài)，不會(huì)觸發(fā)免疫反應(yīng)及引起移植物抗宿主?。?、不會(huì)有月中瘤細(xì)胞，病毒和病原微生物的感染及傳播幾率也相對(duì)較低；5、不涉及社會(huì)、倫理及法律方面的更多爭(zhēng)議。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行研究并取得了一定成果。臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞有望取代骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成為組織工程更好的研究對(duì)象。

10、足量有分化潛能的細(xì)胞是組織工程的先決條件，隨著新型生物材料和生物反應(yīng)器的出現(xiàn)及發(fā)展，種子細(xì)胞在體外的大量擴(kuò)增成為可能。這可以從根本上解決組織工程中種子細(xì)胞數(shù)量少的難題。人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞不僅具有多向分化潛能，還易于外源基因的轉(zhuǎn)染和表達(dá)，且MSC所攜帶的外源基因表達(dá)具有明顯的組織特異性，因此人臍帶MSCs有可能成為一種新型的基因治療的靶細(xì)胞。通過(guò)轉(zhuǎn)基因的方法，可以將利于定向分化的生長(zhǎng)因子基因轉(zhuǎn)入間充質(zhì)干細(xì)胞，促進(jìn)定向分化，加快體內(nèi)組織修復(fù)的進(jìn)程。相信隨著對(duì)其生物學(xué)特性研究的深入以及生物反應(yīng)器和新型生物材料的發(fā)明與應(yīng)用，人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞必將具有廣闊的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)1）鄭志娟，莊文欣，付文玉人

11、臍帶間充質(zhì)千細(xì)胞的研究進(jìn)展解剖科學(xué)進(jìn)展2008年第14卷第1期2）黃鵬馬廉人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的應(yīng)用研究現(xiàn)狀中國(guó)輸血雜志2009年03月第22卷第3期ChinJBloodTransfusionMarch,2009,Wl.22,No.33）孫國(guó)棟李志忠人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞在組織工程中的研究進(jìn)展現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展2009年第19卷第12期ProgressinModernBiomedicine2009Vol9No.124）徐燕李長(zhǎng)虹孟恒星郝牧邱錄貴人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞分離培養(yǎng)條件的優(yōu)化及其生物學(xué)特性中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù)第13卷第32期2009-08-06出版JournalofClinicalRehabilitativeTissueEngineeringResearchAugust6,2009V.13,No.325）陳麗吳本清朱華民原子力顯微鏡觀察人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞：生物學(xué)特性與超微結(jié)構(gòu)的關(guān)系中國(guó)組織工程