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(Whartonps Jelly),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，為形態(tài)相對(duì)均一的梭形細(xì)胞，呈平行排列生長或旋渦狀生長，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。掃描電鏡下觀察呈長條狀纖維樣，細(xì)胞膜表面不光滑，有小結(jié)節(jié)狀物，細(xì)胞無明顯突起，細(xì)胞間無網(wǎng)絡(luò)狀連接。透射電鏡觀察核大

2、，不規(guī)則，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(X 200)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)胞以均一長梭形的細(xì)胞為主，細(xì)胞周邊有 較多的絲狀偽足，見圖1,2;并形成毗鄰細(xì)胞之間的網(wǎng)狀連接，見圖 3;細(xì)胞 核較大，核膜清晰，含兩三個(gè)核仁，核質(zhì)比較小，見圖 4。30 00H .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新的多 能問充質(zhì)

3、細(xì)胞，它們之間既有聯(lián)系又有差異。根據(jù)國際細(xì)胞療法間充質(zhì)與組織干 細(xì)胞委員會(huì)(the Mesenchymal and Tissue Stem Cell Committee of the Internation2 al Society for Cellular Therapy)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；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

4、源的 MSCs一樣HUMSCs呈長條梭形貼壁生長，表達(dá)CD73、CD90、CD105、CD166、 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、HLA2 I。另外，H

5、UMSCs 低表達(dá)移植相關(guān) 的細(xì)胞表面標(biāo)記CD80、CD86、CD40和CD40 l等。在混合淋巴細(xì)胞檢測(cè)中呈 免疫抑制,并抑制T細(xì)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 SDF 1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)

6、，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)均可見大量移植細(xì)胞,部分移植細(xì)胞表達(dá)NSE及GFAP,但NSE或 GFAP陽性細(xì)胞數(shù)量很少，且無明顯的軸突或樹突狀突起，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-lintegri

7、n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、聚集于損傷組織周圍，存活的UMSCs中有NSE或GFAP陽性細(xì) 胞，陽性率分別為3.6%和12.7%, GFAP陽性細(xì)胞有明顯的樹突生長抖。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陽性細(xì)胞。UMSCs移植6周 或12周抗人核抗原，抗體染色均無陽性細(xì)胞。移植 6周或12周PD模型 大鼠腦損傷部位可見CD8（識(shí)別T細(xì)胞毒性細(xì)胞卜CD4（識(shí)別輔助細(xì)胞

8、卜 CD1（識(shí)別有活性的小膠質(zhì)細(xì)胞陽性細(xì)胞）,移植部位無。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)行為無改善。4）對(duì)心臟損傷的治療作用”Kadner A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

9、原纖維沉積，組織結(jié)構(gòu)不斷生長，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?UMSCs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?材方便，來源廣，數(shù)量充足，增殖能力強(qiáng)，長期傳代不改變，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??；4、不會(huì)有 月

10、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，國內(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。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。通過轉(zhuǎn)基因的方 法，可以

11、將利于定向分化的生長因子基因轉(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)狀中國輸血雜志2009 年 03 月第 22 卷第 3 期 Chin J Blood Transfusion March, 2009,Wl. 22, No. 33）孫國棟 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 Progress in Modern Biomedicine 2009 Vol9 No.124）徐燕李長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)特性中國組織工程研究與臨床康復(fù)第13卷第32期2009-08-06 出版Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research August 6, 2009 V.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)系中國組織工程研究與臨床康