骨髓间充质干细胞在组织工程中的应用

摘 要 骨髓间充质干细胞（BMSCs）是位于骨髓的干细胞，具有多向分化潜能，在组织工程中有广泛应用，成为理想种子细胞的新来源。

关键词 骨髓间充质干细胞 多向分化 组织工程应用

1 BMSCs的生物学特性

1968年，Friedenstein等首先证明了骨髓中非造血细胞的存在，并证实其有多向分化潜能。2006年，国际细胞治疗协会提出BMSCs定义：（1）细胞体外培养贴壁生长；（2）大多数（>95%）表达表面标志CD44、CD29等；（3）至少有98%不表达造血标志CD45、CD34等；（4）体外可分化为成骨、软骨和脂肪细胞等。

2 BMSCs多向分化潜能在骨损伤中的应用

共培养条件下，BMSCs可参与软骨缺损修复。胶原膜与自体BMSCs联合可修复兔膝关节缺损。Zuo等将关节软骨细胞与BMSCs共同培养，可以刺激和支持关节软骨基质形成。一定条件，BMSCs可以治疗骨缺损或骨折。局部BMSCs移植到同种异体表面，可以创建组织工程骨膜，有效治疗严重骨缺损。

3 BMSCs多向分化潜能在皮肤损伤中的应用

3.1 BMSCs诱导为血管内皮细胞

Shen等发现人诱导多能性内皮祖细胞（hiPSCs）可促进血管化构建，加速糖尿病伤口愈合。Wu等揭示了BMSCs作用机制：提高创面中血管内皮生长因子和血管生成素的水平。

3.2 BMSCs诱导为角质形成细胞

Liu等证实BMSC处理的烧伤皮肤出现角质细胞，角质化程度随时间延长增加。对急性放射性皮炎小鼠尾静脉注射hBMSC后，hBMSC会聚集到损伤部位并分化为角质形成细胞。

3.3 BMSCs诱导为成纤维细胞

BMSCs在人工诱导剂作用下可分化为成纤维细胞。He等人通过碱性成纤维细胞生长因子实现诱导。可推测创口愈合过程中若有定向诱导，BMSCs可分化为成纤维细胞参与皮肤愈合。

BMSCs也可通过分泌细胞生长因子促进细胞增殖、胶原和血管生成，从而愈合伤口。

4存在问题与展望

由于BMSCs易于获得，可克服免疫排斥，在组织工程领域具备广阔前景。然而，有许多问题尚未探究清楚。BMSCs的表面抗原缺乏特异标记物；多向分化内在机理没有阐明；移植后可能致癌等。随着研究手段进步，BMSCs会展示出庐山真面目，得到更广泛的应用。

作者简介：李晓莉，1992年01月，女，山东省平度市，中国海洋大学海洋生命学院2015级海洋生物学硕士，研究方向：海洋生物材料。

参考文献

[1] Friedenstein，A.J.&Gorskaja;，J.F.&Kulagina;，N.N.Fibroblast precursors in normal and irradiated mouse hematopoietic organs[J].Experimental Hematology，1976， 4（05）：267-274.

[2] Dominici，M&Le;，B.K.&Mueller;，I.， et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement[J]. Cytotherapy， 2006， 8（04）：315.

[3] 贺冬冬，曾令员，向川等.Ⅰ/Ⅲ型胶原膜联合自体骨髓间充质干细胞修复兔膝关节软骨缺损[J].中国组织工程研究， 2012， 16（38）：7031-7036.

[4] Zuo，Q.&W.Cui;&F.Liu.;，et al.Co-cultivated mesenchymal stem cells support chondrocytic differentiation of articular chondrocytes[J]. International Orthopaedics， 2013， 37（04）：747-52.

[5] Hoffman，M.D.&C.Xie;&X.; Zhang， et al. The effect of mesenchymal stem cells delivered via hydrogel-based tissue engineered periosteum on bone allograft healing[J]. Biomaterials， 2013， 34（35）：8887-98.

[6] Shen，Y.I.&H.Cho;&A.E.Papa;，et al. Engineered human vascularized constructs accelerate diabetic wound healing[J]. Biomaterials， 2016（102）：107-119.

[7] Wu，Y.&L.Chen;&P.G.Scott;，et al. Mesenchymal stem cells enhance wound healing through differentiation and angiogenesis [J]. Stem Cells， 2007， 25（10）：2648-2659.

[8] Liu，P&Z.S.Deng;&T;，Liu， et al. Tissue-engineered skin containing mesenchymal stem cells improves burn wounds[J]. Artificial Organs， 2008， 32（12）：925–931.

[9] Fran ois，S&M.Mouiseddine;&N.Mathieu;，et al. Human mesenchymal stem cells favour healing of the cutaneous radiation syndrome in a xenogenic transplant model[J]. Annals of Hematology， 2007， 86（01）：1-8.

[10] He，L&X.Nan; &Y.Wang; ， et al. Full-thickness tissue engineered skin constructed with autogenic bone marrow mesenchymal stem cells[J].中國科学：生命科学， 2007， 50（04）：429.