骨髓间充质干细胞和造血

间充质干细胞既是骨髓基质细胞的祖细胞，又可分化为骨，软骨，肺，心肌，肌腱，脂肪，神经等细胞，且具有来源方便，扩增能力强且多次传代后仍保持干细胞特性等优点，在组织修复，基因治疗和造血重建等实验和临床研究中绋取得了良好的应用前景。本文就间充质干细胞的生物学特性及其与造血的关系作一综述。     

骨髓间充质干细胞和造血

间充质干细胞既是骨髓基质细胞的祖细胞,又可分化为骨、软骨、肺、心肌、肌腱、脂肪、神经等细胞,且具有来源方便、扩增能力强且多次传代后仍保持干细胞特性等优点,在组织修复、基因治疗和造血重建等实验和临床研究中皆取得了良好的应用前景。本文就间充质干细胞的生物学特性及其与造血的关系作一综述。     

小鼠骨髓间充质干细胞对胚胎干细胞造血分化的影响

骨髓间充质干细胞作为骨髓基质细胞的前体细胞 ,在体外具有一定的造血支持作用 ,与造血干细胞共移植可促进其植入。本研究旨在初步探讨应用小鼠骨髓间充质干细胞与胚胎干细胞共培养作为一种新的分化体系的可行性。首先分离、培养并鉴定小鼠骨髓间充质干细胞 ,然后利用扩增培养的骨髓间充质干细胞与胚胎干细胞共培养 ,通过造血集落培养和RT PCR观察造血分化的特点。结果表明 ,分离、扩增培养至第四代之后的骨髓间充质干细胞形态均一 ,高表达Sca 1,CD2 9,CD4 4和CD10 5 ,而CD34和CD4 5等造血与内皮细胞特异性表面标志呈阴性 ;特异性诱导体系内传代后 (>4代 )的骨髓间充质干细胞可向脂肪细胞和成骨细胞分化。与悬浮分化体系相比 ,骨髓间充质干细胞共培养体系中初始分化的胚胎干细胞含有显著增加的拟胚体形成细胞而没有造血集落形成细胞。此外 ,RT PCR检测发现 :共培养细胞表达胚胎干细胞特异性转录因子Oct 4 ,而造血标记Flk 1,GATA 1和 β H1为阴性。结论 :间充质干细胞在一定程度上抑制了胚胎干细胞的初始分化 ,但是共培养体系来源的拟胚体产生造血集落的能力显著高于悬浮体系     

骨髓间充质干细胞对造血干细胞移植免疫的影响及其机理

骨髓间充质干细胞具有自我更新及多向分化的潜能,在骨髓中合成分泌多种细胞因子,并通过细胞间相互作用为造血干细胞的分裂、增殖与分化提供良好的微环境.有研究显示,骨髓间充质干细胞能够促进异基因造血干细胞植入,并在一定程度上减轻移植物抗宿主病的作用.这种对移植免疫的影响可能与其保护MHC相合造血干细胞逃脱抗原识别,抑制非特异性淋巴细胞活化增殖有关.本文对骨髓间充质干细胞特性、骨髓间充质干细胞影响移植免疫的表现、骨髓间充质干细胞影响移植免疫的机理进行了综述.     

人骨髓间充质干细胞支持体外造血

体内的稳态造血依赖于复杂而完整的骨髓造血微环境系统,其中的细胞成分是该系统的关键。存在于骨髓中的间充质干细胞（ＭＳＣｓ）是成纤维细胞、内皮细胞、成骨细胞、脂肪细胞等多种骨髓基质细胞的前体细胞,在造血调控中可能具有一定的作用。本研究首先建立了成人骨髓ＭＳＣｓ的分离及体外培养的方法,并应用长期骨髓细胞培养体系,观察了ＭＳＣｓ滋养层体外维持长期培养启动细胞（ＬＴＣ－ＩＣ）的能力及其促进造血细胞分化的功能     

年龄对人骨髓间充质干细胞体外增殖能力的影响

背景：人骨髓间充质干细胞的增殖和分化可以修复组织器官损伤,随着年龄增长人体组织修复能力减弱,是否人骨髓间充质干细胞增殖能力随年龄增长而减弱尚不清楚。目的：观察年龄对人骨髓间充质干细胞体外增殖能力的影响。方法：15份骨髓标本来源于青岛市中心医院骨折或行髋关节置换患者,其中儿童、成年人、老年人各5例,年龄分别为7～12岁,20～55岁,60～90岁。抽取人骨髓组织,采用密度梯度离心法分离出单核细胞并接种于培养瓶内,在第5天计数集落形成单位;当贴壁细胞融合后进行传代,第1代细胞分两种方式进行培养：192个细胞接种于2个96孔板观察单细胞克隆形成能力,12500个细胞以5×103/cm2接种于培养瓶内并以此密度连续传代观察细胞增殖率。结果与结论：不同年龄人群骨髓间充质干细胞体外培养集落形成单位和细胞增殖率无明显区别（P〉0.05）,但单细胞克隆形成能力随年龄增长而下降（P〈0.01）。提示骨髓间充质干细胞的数量和增殖能力没有随年龄的增长而下降,但其中能形成单细胞克隆未定向干细胞的数量随年龄的增长而减少。     

年龄对人骨髓间充质干细胞体外增殖能力的影响

背景:人骨髓间充质干细胞的增殖和分化可以修复组织器官损伤,随着年龄增长人体组织修复能力减弱,是否人骨髓间充质干细胞增殖能力随年龄增长而减弱尚不清楚.目的:观察年龄对人骨髓间充质干细胞体外增殖能力的影响.方法:15份骨髓标本来源于青岛市中心医院骨折或行髋关节置换患者,其中儿童、成年人、老年人各5例,年龄分别为7～12岁,20～55岁,60～90岁.抽取人骨髓组织,采用密度梯度离心法分离出单核细胞并接种于培养瓶内,在第5天计数集落形成单位;当贴壁细胞融合后进行传代,第1代细胞分两种方式进行培养:192个细胞接种于2个96孔板观察单细胞克隆形成能力,12 500个细胞以5×103/cm2接种于培养瓶内并以此密度连续传代观察细胞增殖率.结果与结论:不同年龄人群骨髓间充质干细胞体外培养集落形成单位和细胞增殖率无明显区别(P > 0.05),但单细胞克隆形成能力随年龄增长而下降(P < 0.01).提示骨髓间充质干细胞的数量和增殖能力没有随年龄的增长而下降,但其中能形成单细胞克隆未定向干细胞的数量随年龄的增长而减少.     

人骨髓间充质干细胞对放射损伤小鼠造血恢复的影响

本研究旨在探讨人骨髓间充质干细胞(hBMMSC)对受γ射线照射小鼠造血恢复的影响。亚致死剂量(6Gy)60Co-γ射线全身照射雌性BALb/c小鼠,静脉输注不同剂量(1×105,1×106和5×106)的hBMMSC,观察注射后小鼠血常规指标、骨髓造血祖细胞集落量以及血清人TPO,SCF和G-CSF水平等动态变化。结果表明:hBMMSC输注对亚致死量照射小鼠早期死亡率无影响;与对照组比较,接受细胞治疗小鼠早期血象水平无显著增高,但在第28天外周血白细胞、红细胞、血小板计数和血红蛋白水平高于对照组,尤以大剂量组明显(P值均小于0.05);在中剂量和大剂量hBMMSC组小鼠骨髓中,单个核细胞集落形成单位总数和粒单系集落形成单位数均高于对照组(P<0.05);hBMMSC输注后第2天,ELISA法检测可在细胞治疗组小鼠血清中检测到人G-CSF和SCF,以hBMMSC高剂量组G-CSF含量为最高(P<0.01)。所有各组未检测到人TPO,治疗后第9和16天所有各组血清中均未检测到人G-CSF和SCF。结论:hBMMSC输注可加速放射损伤小鼠造血功能的恢复,其机制可能与细胞短暂分泌相关造血细胞调控因子有关。     

骨折后骨髓间充质干细胞的增殖变化

目的:观察大鼠骨折后骨髓间充质干细胞的组成变化,分析其与骨折愈合的关系。方法:实验于2004-07/2005-03在南华大学附属第一医院临床研究所完成。选择健康SD大鼠18只,雌雄不限。按随机数字表法分成两组,即一侧股骨骨折组及正常对照组,每组9只。一侧股骨骨折组进行一侧股骨横断性骨折损伤处理,正常对照组不作骨折处理。两组大鼠同等条件下饲养2周后麻醉大鼠,分别在无菌手术条件下取出双侧活体股骨进行骨髓间充质干细胞提取。分离后的细胞分别加入荧光抗体CD44-FITC及CD45-PE,避光孵育30min,加10g/L多聚甲醛重悬固定,冰盒保存,送南华大学流式细胞实验室上机检测,将CD44-FITC阳性同时CD45-PE阴性的细胞定为骨髓间充质干细胞,由此测得的该细胞数值即为骨髓间充质干细胞构成比(指一种细胞数占总细胞数的比值),求其平均值。结果:实验大鼠18只全部进入结果分析。一侧股骨骨折组大鼠处理侧的骨髓间充质干细胞构成比显著高于对侧[29.19±5.06,22.90±7.44(t=2.75,P<0.05)];一侧股骨骨折组大鼠处理侧显著高于正常对照组相应侧(13.05±9.08)(t=3.87,P<0.01);一侧股骨骨折组大鼠处理侧对侧显著高于正常对照组相应侧对侧(14.12±8.98)(t=3.43,P<0.01)。结论:骨折后相应的损伤区域及远隔部位均可出现骨髓间充质干细胞增殖,损伤区域的增殖数量高于远隔部位,骨髓间充质干细胞的构成比增加可能有利于骨折的愈合。     

大鼠骨髓间充质干细胞对同种异体骨髓移植造血重建的影响

为了探讨大鼠骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cell，MSC)对同种异体骨髓移植造血重建的影响，建立大鼠同种异体骨髓移植模型，通过外周血像检测、病理分析和流式细胞术检测综合评价MSC对骨髓移植(bone marrow transplantation，BMT)的积极作用。结果表明：①共移植后30天，MSC可在致死量照射的受者存活，并被发现受者胸腺、脾脏和骨髓；②MSC可促进BMT后造血重建，促进外周血白细胞、淋巴细胞和血小板的明显恢复；促进骨髓细胞数恢复及B淋巴系、巨核系分化增强；有利骨髓组织学的明显恢复发善。结论：大鼠MSC与骨髓共移植可在受体的造血器官长期存在，MSC可明显促进同种异体骨髓移植后造血S重建。     

骨折后骨髓间充质干细胞的增殖变化

目的：观察大鼠骨折后骨髓间充质干细胞的组成变化，分析萁与骨折愈合的关系。 方法：实验于2004-07／2005-03在南华大学附属第一医院临床研究所完成。选择健康SD大鼠18只，雌雄不限。按随机数字表法分成两组。即一侧股骨骨折组及正常对照组，每组9只。一侧股骨骨折组进行一侧股骨横断性骨折损伤处理，正常对照组不作骨折处理。两组大鼠同等条件下饲养2周后麻醉大鼠，分别在无菌手术条件下取出双侧活体股骨进行骨髓间充质干细胞提取。分离后的细胞分别加入荧光抗体CD44-FITC及CD45-PE，避光孵育30min，加10g／L多聚甲醛重悬固定，冰盒保存，送南华大学流式细胞实验室上机检测，将CD44-FTTC阳性同时CD45-PE阴性的细胞定为骨髓间充质干细胞，由此测得的该细胞数值即为骨髓间充质干细胞构成比（指一种细胞数占总细胞数的比值），求其平均值。 结果：实验大鼠18只全部进入结果分析。一侧股骨骨折组大鼠处理侧的骨髓间充质干细胞构成比显著高于对侧[29．19&;#177;5．06，22．90&;#177;7．44（t=2．75，P〈0．05）]；一侧股骨骨折组大鼠处理侧显著高于正常对照组相应侧（13．05&;#177;9．08）（t=3．87，P〈0．01）；一侧股骨骨折组大鼠处理侧对侧显著高于正常对照组相应侧对侧（14．12&;#177;8．98）（t=3．43，P〈0．01）。 结论：骨折后相应的损伤区域及远隔部位均可出现骨髓间充质干细胞增殖，损伤区域的增殖数量高于远隔部位，骨髓间充质干细胞的构成比增加可能有利于骨折的愈合。     

人骨髓间充质干细胞表达多种造血细胞因子

为了研究培养的人骨髓间充质干细胞在造血中的生物作用，采用RT—PCR方法在mRNA水平上分析体外培养的人骨髓间充质干细胞(BM—MSC)造血因子的表达，以及氢化考的松对BM—MSC表达造血细胞因子的影响。结果显示，体外传代培养的正常人、白血病和淋巴瘤等血液病人BM—MSC均能表达SCF，Flt3-ligand TPO,LIF,IL—6和IL—11等重要的造血细胞因子，但不表达G—CSF，GM—CSF和IL-3。不同代数的BM—MSC细胞，造血细胞因子的表达相同。BM—MSC经氢化考的松作用7—21天后，可谤手G—GSFmRNA表达，但不诱导GM—GSF的表达，细胞在形态学上也未发生明显改变。结论：体外培养的正常人和本组血液病病人BM—MSC具有促造血功能。     

加压运动对羊骨髓间充质干细胞增殖、分化的影响

目的探索加压运动对羊骨髓间充质干细胞增值、分化的影响。方法将60只波尔山羊随机分成实验组和对照组,实验组每周进行2次加压运动,对照组非加压下运动,6个月后获取羊骨髓,然后采用percoll密度梯度离心法分离并吸取上中层界面间以单个核细胞为主的白色云雾层进行培养,观察细胞形态和增殖速率;两组细胞均用5-氮杂胞苷诱导其定向分化为心肌样细胞,对诱导后的细胞进行免疫荧光检测细胞上心肌特异性抗原a-actin表达情况。结果从骨髓中分离出的白色云雾层中的细胞能贴壁、能传代且生长状态良好。此外,经过5-氮杂胞苷诱导后细胞均表达心肌细胞特异性抗原。实验组骨髓间充质干细胞在培养过程中细胞多呈小而圆的形态,且增殖速率比对照组骨髓间充质干细胞快,而对照组细胞多呈多角形或梭形且增殖速率相对较慢。结论成功的分离并培养了骨髓间充质干细胞,并在体外成功诱导了骨髓间充质干细胞向心肌样细胞的分化。长期处于加压运动条件下的骨髓间充质干细胞比非加压运动条件下更倾向于增殖,而分化能力相对弱一些。     

年龄对大鼠骨髓间充质干细胞体外增殖的影响及其意义

目的:研究年龄对骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)体外增殖活性的影响。方法:用贴壁法培养不同鼠龄的大鼠骨髓MSCs,流式细胞仪检测骨髓MSCs表面抗原,通过测定成纤维细胞集落形成单位(CFU-F)数及MTT法来检测骨髓MSCs的数量及增殖能力,并用ELISA法检测MSCs培养上清IL-6、干细胞因子(SCF)的水平。结果:随年龄的增加,大鼠骨髓MSCs的数量明显减少(P<0.05);2月龄组大鼠MSCs培养上清中IL-6、SCF含量明显高于其他组(均P<0.05),且高龄大鼠骨髓MSCs的增殖能力明显降低。结论:年龄增加可导致大鼠骨髓MSCs数量减少,体外增殖能力减退。     

补肾活血中药对大鼠骨髓间充质干细胞体外增殖的影响

背景：骨髓间充质干细胞因其获取容易、创伤微小、具有无限扩增和多分化潜能、自体移植不存在免疫排斥反应而受到医学研究者的青睐。 目的：体外分离纯化大鼠骨髓间充质干细胞，观察不同浓度补肾活血中药含药血清对其增殖的影响。 设计：完全随机对照的动物实验。 单位：广州中医药大学第一附属医院髋中心。 材料：选用健康雄性SD大鼠40只，SPF级，体质量170-180g，由广州中医药大学实验动物中心提供。实验过程中对动物的处置符合动物伦理学标准。将实验动物按随机数字表分为4组，正常对照组和高、中、低剂量给药组，每组10只. 方法：实验于2005-01/03在广州中医药大学实验动物中心完成。采用Percoll密度梯度离心法分离纯化大鼠骨髓间充质干细胞，体外培养，建立大鼠骨髓间充质干细胞培养体系。高、中、低剂量给药组大鼠分别灌胃补肾活血中药4.4，2．2和1．1g/kg，分别相当临床成人用量的20，10和5倍。正常对照组灌胃纯净水。连续给药1周。末次给药1h后，无菌条件下，腹主动脉取血6mid只，2000r／min离心15min，收集血清。高、中、低剂量给药组用10％大鼠含药血清代替10％的牛血清，正常对照组的培养基加入10％的血清。每天观察并记录细胞生长情况，绘制生长曲线。 主要观察指标：①骨髓间充质干细胞的生长状况。②HE染色和吉姆萨染色观察骨髓间充质干细胞形态。③免疫细胞化学法检测骨髓间充质干细胞的抗原表达。④不同浓度含药血清对骨髓间充质干细胞生长情况的影响。 结果：①骨髓间充质干细胞的生长状况：原代培养的骨髓细胞24h后开始贴壁，7d后可达80％融合。②骨髓间充质干细胞的一般形态：骨髓间充质干细胞的细胞多成长梭形或多角形，细胞体积小，胞核位于胞中或稍偏，核浆比略大。③髓间充质     

补肾活血中药对大鼠骨髓间充质干细胞体外增殖的影响

背景:骨髓间充质干细胞因其获取容易、创伤微小、具有无限扩增和多分化潜能、自体移植不存在免疫排斥反应而受到医学研究者的青睐.目的:体外分离纯化大鼠骨髓间充质干细胞,观察不同浓度补肾活血中药含药血清对其增殖的影响.设计:完全随机对照的动物实验.单位:广州中医药大学第一附属医院髋中心.材料:选用健康雄性SD大鼠40只,SPF级,体质量170～180 g,由广州中医药大学实验动物中心提供.实验过程中对动物的处置符合动物伦理学标准.将实验动物按随机数字表分为4组,正常对照组和高、中、低剂量给药组,每组10只.方法:实验于2005-01/03在广州中医药大学实验动物中心完成.采用Percoll密度梯度离心法分离纯化大鼠骨髓间充质干细胞,体外培养,建立大鼠骨髓间充质干细胞培养体系.高、中、低剂量给药组大鼠分别灌胃补肾活血中药4.4,2.2和1.1 g/kg,分别相当临床成人用量的20,10和5倍.正常对照组灌胃纯净水.连续给药1周.末次给药1 h后,无菌条件下,腹主动脉取血6 mL/只,2 000 r/min离心15 min,收集血清.高、中、低剂量给药组用10%大鼠含药血清代替10%的牛血清,正常对照组的培养基加入10%的血清.每天观察并记录细胞生长情况,绘制生长曲线.主要观察指标:①骨髓间充质干细胞的生长状况.②HE染色和吉姆萨染色观察骨髓间充质干细胞形态.③免疫细胞化学法检测骨髓间充质干细胞的抗原表达.④不同浓度含药血清对骨髓间充质干细胞生长情况的影响.结果:①骨髓间充质干细胞的生长状况:原代培养的骨髓细胞24 h后开始贴壁,7 d后可达80%融合.②骨髓间充质干细胞的一般形态:骨髓间充质干细胞的细胞多成长梭形或多角形,细胞体积小,胞核位于胞中或稍偏,核浆比略大.③髓间充质干细胞的抗原表达:单个核细胞的胞浆中有CD44表达,着蓝色,部分骨髓间充质干细胞表达c-Kit,在表型表达和细胞形态上具备骨髓间充质干细胞特征.④补肾活血中药对骨髓间充质干细胞生长曲线的影响:高、中、低剂量给药组在加入补肾活血中药血清3 d后,骨髓间充质干细胞数量比空白对照组明显增多,并与剂量呈正比.结论:补肾活血中药含药血清能促进骨髓间充质干细胞的体外增殖.     

人骨髓间充质干细胞表型及其增殖特性

目的:分离培养及纯化人骨髓间充质干细胞,鉴定其表型与增殖特性。方法:实验于2006-11在上海复旦大学遗传工程国家重点实验室完成。①由上海浦东妇幼保健医院协助,骨髓标本采自因意外事故流产死亡的正常胎儿,产妇及其家属均签署知情同意书,实验经过医学伦理委员会批准。②无菌操作分离死亡2h内的胎儿下肢股骨、胫骨,贴壁筛选法分离培养胎儿骨髓间充质干细胞。细胞长满80%左右用胰酶消化传代,1∶4传于新的培养瓶中,原代培养结束。传代培养细胞长满后均按1∶3或1∶4传代,用a-MEM 胎牛血清 二甲基亚枫冻存备用。③倒置相差显微镜下观察原代及传代培养的人骨髓间充质干细胞的生长情况及形态变化。MTS法绘制细胞生长曲线,荧光激活细胞分选术鉴定细胞表面分子,流式细胞术检测细胞周期,Real-timePCR分析不同代次细胞转录因子oct-4的表达丰度。结果:①人骨髓间充质干细胞的生长情况及形态观察:接种48h后,贴壁细胞呈梭形、多角形成纤维细胞样形态,大小均一。传代培养细胞已看不到血细胞贴壁,形态更加均一,呈克隆样生长。传至18代后生长减慢,20代后出现胞浆空泡化、胞体变大等老化现象。②人骨髓间充质干细胞的生长曲线:细胞贴壁48h基本无增殖,处于潜伏期;对数增殖期为3～5d,第6天后进入平台期,细胞出现接触抑制现象。③人骨髓间充质干细胞表面标记鉴定:第2代人骨髓间充质干细胞纯度可达98%以上,其细胞表型CD29,CD90,CD166呈阳性表达,CD34,CD45呈阴性表达。④人骨髓间充质干细胞周期检测结果:培养的第2代人骨髓间充质干细胞82%以上处于G0/G1期,处于S期的细胞比例不到10%,8%左右的细胞处于G2/M期,保持了较高的增殖潜能。⑤转录因子oct-4在人骨髓间充质干细胞中的表达:oct-4在第3,7,12,18代人骨髓间充质干细胞中的表达丰度呈略下降的趋势(0.68±0.08,0.64±0.12,0.61±0.04,0.60±0.14),但第7,12,18代与第3代比较差异无显著性意义(P=0.65,P=0.27,P=0.41)结论:人骨髓间充质干细胞容易体外分离培养,增殖旺盛,普通条件能够保持间充质干细胞的特性,培养较长时间而不分化。     

骨髓间充质干细胞输注对再生障碍性贫血模型小鼠骨髓造血功能的影响

本研究探讨人源骨髓间充质干细胞(MSC)输注对免疫介导性再生障碍性贫血模型小鼠骨髓造血功能及生存率的影响.采用雌性BALB/c小鼠30只,参照姚军等方法建立免疫介导性再生障碍性贫血模型,实验分模型组、MSC组及照射组。MSC组于制模后3天从小鼠尾静脉1次性输注人骨髓MSC1×106,观察各组小鼠外周血象变化、第28天存活率、骨髓有核细胞数量、造血集落生成和骨髓病理学特征。结果显示:于制模后第7天,模型组外周血WBC显著低于MSC组和照射组,分别为(0.65±0.05)×109/L,(2.45±0.71)×109/L,(2.30±0.33)×109/L;第10天3组均表现为全血细胞减少,第14天模型组血象指标仍持续降低,而MSC组及照射组血象指标开始回升,至28天3组小鼠存活率分别为18.2%、80%和100%,MSC组小鼠存活率显著高于模型组(p<0.01)。MSC组小鼠单侧股骨有核细胞数量、造血祖细胞集落生成数量均显著高于模型组,而与照射组结果一致。结论:MSC输注可减轻再生障碍性贫血模型小鼠骨髓造血衰竭程度,提高存活率。     

骨髓间充质干细胞诱导增殖分化信号的研究进展

20世纪70年代中期,Friedenstein等首次报道了在骨髓抽取物中可能存在非造血组织干细胞,且证实初步分离的贴壁细胞具有多能分化性,被称为间充质干细胞(MSCs)。1999年,Pittenger等〔1〕从人类的髂骨骨髓样本中分离得到了骨髓MSCs,并在体外证实其有多向分化能力。他们所分离的MSCs主要通过以下几点确认:1在贴壁培养中表现为具有良好外型的增生特性;2在细胞表面存在一系列标志性抗原分子,在传代1次和2次后,95 %和98%的细胞具有均一的表型,通过流式细胞分析,细胞表面SH2、SH3、CD2 9、CD4 4、CD71、CD90、CD10 6、CD12 0 a和CD12 4抗…