一文概述間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）的三系分化及其培養(yǎng)Protocol

一文概述間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）的三系分化及其培養(yǎng)Protocol間充質(zhì)干細(xì)胞（MesenchymalStemCells,MSCs）具有獨(dú)特的生物學(xué)特性和治療潛能，正在成為疾病研究領(lǐng)域的“新星”，研究熱度持續(xù)不減。MSC涉及相關(guān)研究較多，如多發(fā)性硬化癥、關(guān)節(jié)炎、神經(jīng)病理性疼痛、腸道疾病等，是移植和自身免疫系統(tǒng)疾病領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。2014-2024年MSCsPubmed發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量統(tǒng)計間充質(zhì)干細(xì)胞是源自中胚層的具有高度自我更新、多譜系分化潛力的多能干細(xì)胞，廣泛存在于全身多種組織，具有易分離、易獲取的優(yōu)點(diǎn)，可在體外進(jìn)行分化擴(kuò)增培養(yǎng)。MSC是腫瘤治療及基因傳遞研究、功能基因組學(xué)、藥物篩選、高通量篩選和毒理學(xué)的優(yōu)秀工具。國際細(xì)胞治療協(xié)會（ISCT）將人源MSC定義為：?

在標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)條件下，為貼壁生長；?

需表達(dá)CD105、CD73和CD90，不表達(dá)CD45、CD34、CD14或CD11b、CD79α或CD19及HLA-DR表面標(biāo)記；?

在體外可以分化為成骨細(xì)胞、成軟骨細(xì)胞和脂肪細(xì)胞。間充質(zhì)干細(xì)胞來自多種細(xì)胞或組織，如骨髓、脂肪組織、外周血、胎盤組織、牙髓等。同樣MSC也可以分化成多種細(xì)胞類型，如成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、肌細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞等。MSC來源及分化（源自參考文獻(xiàn)）值得注意的是，間充質(zhì)干細(xì)胞的分化潛力可能會因干細(xì)胞來源、擴(kuò)增條件及其培養(yǎng)微環(huán)境而異。其中三系分化是MSC培養(yǎng)擴(kuò)增的重點(diǎn)。三系分化通常指成骨、成脂和成軟骨分化。為了更好地理解MSC的三系分化，本文初步總結(jié)了MSC三系分化的大概過程以及一些標(biāo)志物對應(yīng)的鑒定方法。成骨分化MSC在多種細(xì)胞因子的刺激及其他特點(diǎn)理化環(huán)境中，可以定向分化為骨原細(xì)胞。然后骨原細(xì)胞進(jìn)一步分化成骨細(xì)胞前體細(xì)胞，進(jìn)入快速增殖期。成骨細(xì)胞在此階段合成和分泌有機(jī)基質(zhì)，形成類骨質(zhì)（主要為I型膠原蛋白），特征物是堿性磷酸酶，是成骨細(xì)胞分化成熟的早期標(biāo)志；堿性磷酸酶經(jīng)固藍(lán)染色后在顯微鏡下呈現(xiàn)藍(lán)色，未分化的細(xì)胞則無明顯顏色。成熟的成骨細(xì)胞表達(dá)ECM鈣化相關(guān)蛋白。長時間的成骨誘導(dǎo)使鈣離子以鈣鹽方式沉淀下來，形成“骨結(jié)節(jié)”。骨結(jié)節(jié)可通過茜素紅染色（茜素紅和鈣發(fā)生顯色反應(yīng)，產(chǎn)生一種深紅色化合物），把外面沉積的鈣結(jié)節(jié)染成深紅色，通過著色物面積和深淺來表示成骨分化的強(qiáng)弱。MSC來源及分化（源自參考文獻(xiàn)）成軟骨分化首先MSC聚集成團(tuán)，成團(tuán)的中間細(xì)胞經(jīng)分裂分化轉(zhuǎn)變成一種大而圓的細(xì)胞，即成軟骨細(xì)胞。成軟骨細(xì)胞產(chǎn)生基質(zhì)和纖維（主要為II型膠原蛋白），通過免疫組化觀察II型膠原蛋白的表達(dá)情況。一般用阿利新藍(lán)鑒定成軟骨細(xì)胞分化結(jié)果。阿利新藍(lán)屬于堿性染料，可以與細(xì)胞內(nèi)的核酸結(jié)合，使細(xì)胞核呈深藍(lán)色。同時，阿利新藍(lán)與軟骨基質(zhì)中的多糖結(jié)合，使軟骨細(xì)胞和基質(zhì)呈淺藍(lán)色。不同來源的MSC成軟骨分化鑒定成脂分化MSC成脂分化有兩個階段，先是分化為脂肪前體細(xì)胞，接著在特定刺激影響下（如C/EBPs和PPAR-γ）分化為脂肪細(xì)胞。細(xì)胞在胞漿中不斷積累脂肪滴，并不斷變大。利用油紅O染色后，在顯微鏡下為紅色。未分化的細(xì)胞則無明顯顏色。不同來源的MSC成脂分化鑒定各種因素都會影響分化潛力。如培養(yǎng)環(huán)境、生長因子以及其他細(xì)胞的存在，都會影響分化過程。特定的信號分子，如骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）或Wingless相關(guān)整合位點(diǎn)（Wnts），可以分別促進(jìn)干細(xì)胞分化為骨細(xì)胞或神經(jīng)細(xì)胞。間充質(zhì)干細(xì)胞研究這么火熱，我們義翹神州整理了一份詳細(xì)的MSC操作指南。Protocol干貨滿滿，除了以上三系分化鑒定示例，還包括間充質(zhì)干細(xì)胞如何分離、如何傳代擴(kuò)增，以及如何判定擴(kuò)增后的細(xì)胞就是間充質(zhì)干細(xì)胞。歡迎大家下載學(xué)習(xí)。免責(zé)聲明：義翹神州內(nèi)容團(tuán)隊(duì)僅是分享和解讀公開的研究論文及其發(fā)現(xiàn)，專注于介紹全球生物醫(yī)藥研究新進(jìn)展。本文僅作信息交流用，文中觀點(diǎn)不代表義翹神州立場。隨著對疾病機(jī)制研究的深入，新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果或結(jié)論可能會修改或推翻文中的描述，還請大家理解。本文不屬于治療方案推薦，如需獲得治療方案指導(dǎo)，請前往正規(guī)醫(yī)院就診。【參考文獻(xiàn)】1.DragomirkaJovic.ABriefOverviewofGlobalTrendsinMSC-BasedCellTherapy.StemCellReviewsandReports,2022./10.1007/s12015-022-10369-12.Xing

LiangFan,etal.Mechanismsunderlyingtheprotectiveeffectsofmesenchymalstemcell-basedtherapy.CellularandMolecularLifeSciences,2020./10.1007/s00018-020-03454-63.YuHan,etal.MesenchymalStemCellsforRegenerativeMedicine.Cells,2019.doi:10.3390/cells80808864.TilottaV,etal.

Mesenchymalstemcell-derived

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