骨髓基質(zhì)干細(xì)胞及其應(yīng)用的研究進(jìn)展

1/1骨髓基質(zhì)干細(xì)胞及其應(yīng)用的研究進(jìn)展最新資料推薦骨髓基質(zhì)干細(xì)胞及其應(yīng)用的研究進(jìn)展骨髓基質(zhì)干細(xì)胞及其應(yīng)用的研究進(jìn)展(：

張秀云發(fā)表時(shí)間：

2019年11月)【

MSCs能更快分裂、增殖，并且有更強(qiáng)的多向分化潛能，當(dāng)將MSCs放在不同的微環(huán)境內(nèi)時(shí)，它們可相應(yīng)地分化為成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞或成肌細(xì)胞等。

MSCs具有多向分化的潛能，MSCs經(jīng)靜脈途徑或局部注射移植到不同的組織時(shí)，MSCs即可在相應(yīng)的組織內(nèi)分化形成該類(lèi)組織細(xì)胞。

1.2MSCs的易粘附、易貼壁生長(zhǎng)，易增殖特性使得它們經(jīng)過(guò)數(shù)次換液和傳代后得到分離、純化。

2骨髓基質(zhì)細(xì)胞在體外誘導(dǎo)分化為神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞最近研究發(fā)現(xiàn)，在特定的實(shí)驗(yàn)條件下可將人、大鼠及小鼠等的MSCs在體外誘導(dǎo)分化為神經(jīng)元樣和膠質(zhì)細(xì)胞樣細(xì)胞，SanchozRamos等發(fā)現(xiàn)，表皮生長(zhǎng)因子(epidermalgrowthfactor，EGF)或腦源性營(yíng)養(yǎng)因子(brain-derivedneuotroficfactor，BDNF)可誘導(dǎo)人及小鼠的少數(shù)MSCs分化為神經(jīng)元樣及膠質(zhì)細(xì)胞樣細(xì)胞，它們表達(dá)神經(jīng)前體細(xì)胞的標(biāo)志物巢素蛋白(nestin)及其RNA、神經(jīng)元標(biāo)記物神經(jīng)元特異性核蛋白(neuronspecificnuclearprotein，NeuN)、星形膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物膠質(zhì)原纖維酸性蛋白(glialfibrillaryacidicprotein，GFAP)。

將人或小鼠的MSCs與胚胎大鼠中腦或紋狀體神經(jīng)元共培養(yǎng)時(shí)，部分MSCs分化為NeuN陽(yáng)性的神經(jīng)元樣細(xì)胞及GFAP陽(yáng)性的星形膠質(zhì)細(xì)胞樣細(xì)胞，因此，除了可能通過(guò)營(yíng)養(yǎng)因子和細(xì)胞因子傳遞信號(hào)外，細(xì)胞與細(xì)胞的直接接觸還可能在MSCs的分化中發(fā)揮重要作用。

3MSCS移植治療局灶性腦缺血的可行性及原理

最新資料推薦3.1供體與受體MSCs移植治療腦缺血多為同種異體移植，如Brazelton等采用的供體鼠為成熟轉(zhuǎn)基因大鼠，鼠齡8～10w，受體鼠為致死量放療后的相同鼠齡的大鼠，移植的為新鮮未經(jīng)培養(yǎng)的MSCs。

有些學(xué)者將供體鼠化療(5-氟尿嘧啶，150mg/kg，腹部注射)2d后取其骨髓進(jìn)行體外培養(yǎng)3代，移植前72h加BrdU進(jìn)行標(biāo)記，受體鼠亦為相同鼠齡相同體重的同種鼠。

Zhao等的研究中，hMSCs來(lái)自于10～35歲的健康志愿者，hMSCs轉(zhuǎn)染了增強(qiáng)的綠色熒光蛋白基因，經(jīng)26代培養(yǎng)后移植入成熟雄鼠體重(230～250g)，結(jié)果未出現(xiàn)免疫排斥反應(yīng)，說(shuō)明MSCs具有相當(dāng)大的免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)能力。

上述研究中，或是供體經(jīng)化療或是受體經(jīng)放療或是MSCs經(jīng)多次傳代培養(yǎng)以降低免疫活性，從而減少移植物抗宿主反應(yīng)的發(fā)生。

3.2MSCs在腦內(nèi)有遷移能力Kopen等將小鼠MSCs注入新生小鼠側(cè)腦室后12d，發(fā)現(xiàn)MSCs已遷移至前腦、小腦，而且不破壞腦組織結(jié)構(gòu)，其遷移方式與出生后早期的神經(jīng)發(fā)育過(guò)程相同，提示MSCs的行為類(lèi)似神經(jīng)前體細(xì)胞。

3.3目前MSCs移植治療局灶性腦缺血的途徑有3種：

腦立體定向移植，經(jīng)頸內(nèi)動(dòng)脈注射移植及經(jīng)靜脈注射移植腦立體定向移植：

根據(jù)缺血損傷的部位采用腦立體定向術(shù)，將一定體積適當(dāng)數(shù)量

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的MSCs直接注射到缺血損傷部位。

該方法的缺點(diǎn)是：

(1)對(duì)腦組織產(chǎn)生一定程度的損傷；(2)移植物的數(shù)量受一定程度的限制；(3)不便多次多靶點(diǎn)注射。

頸內(nèi)動(dòng)脈注射移植：

可將MSCs直接經(jīng)缺血側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈注入，該方法與立體定向法相比有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)移植的MSCs可廣泛分布于缺血半暗帶區(qū)；(2)創(chuàng)傷較??；

(3)可允許較多數(shù)量、較大體積的移植物輸入；(4)有更多的BrdU陽(yáng)性細(xì)胞在缺血區(qū)存活，缺點(diǎn)是：

需要一定的技術(shù)條件，經(jīng)靜脈注射移植簡(jiǎn)便、安全、快捷、有效，一次可輸入較多數(shù)量的MSCs，而且進(jìn)入腦內(nèi)的MSCs分布在缺血壞死灶及其周邊區(qū)較大的范圍內(nèi)。

經(jīng)靜脈或動(dòng)脈注射較腦局部注射優(yōu)越，因MSCs隨血液循環(huán)分布更廣，除大部分集聚于靶點(diǎn)梗死區(qū)周邊的半暗帶區(qū)外，對(duì)側(cè)鏡區(qū)也有少量分布。

移植后MSCs存活和分化需要各種細(xì)胞因子的營(yíng)養(yǎng)、微環(huán)境的平衡及一定的血液供應(yīng)，因此，最適合注射部位應(yīng)在梗死區(qū)周邊的半暗帶區(qū)。

(：

張秀云發(fā)表時(shí)間：

最新資料推薦2019年11月)3.4移植的時(shí)間動(dòng)物研究從腦梗死模型建立后1天到1月移植均有，有關(guān)不同移植時(shí)間對(duì)神經(jīng)的增生、細(xì)胞分化、整合及神經(jīng)功能恢復(fù)的影響的研究還較少。

急性期時(shí)興奮毒性神經(jīng)基質(zhì)、自由基等的釋放對(duì)新生組織造成損害。

考慮到腦梗死的自然恢復(fù)過(guò)程，有些學(xué)者在腦梗死后數(shù)月進(jìn)行移植，疤痕組織的形成可能會(huì)影響移植物的生長(zhǎng)。

3.5MSCs可參與正常的基質(zhì)代謝，修復(fù)細(xì)胞外基質(zhì)，促進(jìn)神經(jīng)元細(xì)胞的增殖、分化和遷移，參與中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的修復(fù)。

由于嚴(yán)重缺血或細(xì)胞因子的刺激，基質(zhì)祖細(xì)胞可以沿內(nèi)皮祖細(xì)胞伸展并聚集，因而有助于血管新生和(或)損傷愈合，Chen等發(fā)現(xiàn)，MSCs移植后14d，BrdU標(biāo)記的MSCs可能與內(nèi)皮祖細(xì)胞一樣發(fā)揮作用，促進(jìn)缺血組織的血管再生和損傷神經(jīng)組織的修復(fù)。

3.6移植的細(xì)胞數(shù)既往研究腦局部注射移植的細(xì)胞總數(shù)為2.25105(分為3個(gè)點(diǎn)注射)，靜脈或動(dòng)脈注射移植的細(xì)胞數(shù)為2～6106時(shí)，神經(jīng)功能缺失癥狀均有恢復(fù)，而靜脈移植的細(xì)胞數(shù)為1106時(shí)，神經(jīng)功能恢復(fù)不明顯。

MSCs濃度太低，達(dá)不到治療效果，濃度太高易致靜脈栓塞。

3.7移植后的表達(dá)率對(duì)供體來(lái)源的MSCs用BrdU標(biāo)記，雙染后免疫熒光顯微鏡或共聚焦顯微鏡下計(jì)算BrdU和NeuN

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或GFAP均為陽(yáng)性的細(xì)胞以判斷移植后的表達(dá)情況。

表達(dá)率與移植的方式有關(guān)，有報(bào)道一些神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子可以提高誘導(dǎo)分化后的表達(dá)率，在腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)、神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)及堿性纖維母細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)存在的情況下，NeuN的表達(dá)率達(dá)到2%，GFAP達(dá)8%。

3.8MSCs治療腦梗塞研究表明部分MSCs可通過(guò)正常的血腦屏障遷移到腦內(nèi)廣泛的區(qū)域，局灶性腦缺血時(shí)，由于血腦屏障的破壞，可能有助于MSCs選擇性遷入缺血腦區(qū)，此外，缺血腦組織的炎癥等缺血相關(guān)信號(hào)也可能誘導(dǎo)和促進(jìn)MSCs的遷移，由于腦缺血后局部微血管表達(dá)的粘附因子的引導(dǎo)，經(jīng)靜脈或頸內(nèi)動(dòng)脈輸入體內(nèi)的MSCs可以分化為類(lèi)似神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞，這些細(xì)胞主要分布在缺血區(qū)，顯然腦內(nèi)的特有微環(huán)境，尤其是缺血損傷信號(hào)誘導(dǎo)了MSCs的遷移、分化，缺血微環(huán)境似乎有利于MSCs的存活、增殖，腦缺血可以誘導(dǎo)腦內(nèi)尤其是缺血周邊區(qū)內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞系源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(glialcelllinederivedneurotrophicfactor，GDNF)、神經(jīng)生長(zhǎng)因子(nervegrowthfactor，NGF)、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basicfibroblastgrowthfactor，bFGF)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子1(transforminggrowthfactor1，TGF1)等神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的表達(dá)，MCAO后，BrdU陽(yáng)性的MSCs高度集中在缺血周邊區(qū)，該區(qū)表達(dá)的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子可能對(duì)隨后移植的MSCs的存活、分化或遷移有重要作用。

4展望MSCs的移植，尤其是自體MSCs移植

最新資料推薦克服了諸如倫理免疫排斥等問(wèn)題，因此有更好的應(yīng)用前景，MSCs極易在腦內(nèi)存活、分化及整合，移植后并不產(chǎn)生炎癥和免疫排斥反應(yīng)，所以MSCs移植治療局灶性腦缺血是切實(shí)可行的，但是下列問(wèn)題需要進(jìn)一步解決：

(1)經(jīng)靜脈或頸動(dòng)脈注射的MSCs遷移入腦內(nèi)的機(jī)制，以提高M(jìn)SCs進(jìn)入腦內(nèi)的數(shù)量；(2)MSCs在腦內(nèi)遷移、分化和存活的機(jī)制及影響因素；(3)MSCs在腦內(nèi)分化的神經(jīng)元、膠質(zhì)細(xì)胞能否取代已死亡的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞，分化的神經(jīng)元能否與宿主神經(jīng)元形成功能性突觸聯(lián)系和神經(jīng)環(huán)路，它們?cè)谀X缺血損傷恢復(fù)中的地位；(4)MSCs在腦內(nèi)可否產(chǎn)生有關(guān)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、細(xì)胞因子及細(xì)胞外基質(zhì)并參與神經(jīng)功能重建；(5)將攜帶有關(guān)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子或細(xì)胞因子基因的載體轉(zhuǎn)染MSCs，使其在缺血腦內(nèi)表達(dá)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子等，從而達(dá)到治療局灶性腦缺血的目的；(6)高效誘導(dǎo)MSCs體外分化的最佳方法及分化的神經(jīng)元的移植對(duì)局灶性腦缺血的作用；(7)MSCs和基因治療骨髓基質(zhì)細(xì)胞移植入腦幾天內(nèi)發(fā)生凋亡，那么如何提高其存活率將成為一個(gè)主要問(wèn)題。

Bcl-2基因是細(xì)胞凋亡的重要抑制基因，近年發(fā)現(xiàn)它在腦缺血中表達(dá)并在其中起重要作用，Shimizu等研究發(fā)現(xiàn)，缺血誘發(fā)的bcl-2蛋白可增強(qiáng)腦對(duì)后繼缺血的耐受性，具有神經(jīng)保護(hù)作用，減少缺血神經(jīng)細(xì)胞凋亡。

因此可嘗試?yán)肂cl-2基因抗骨髓基質(zhì)細(xì)胞凋亡觀察是否增

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強(qiáng)MSCs治療腦梗死的效果。

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