体外诱导间充质干细胞向成纤维细胞分化的研究

摘要：成纤维细胞 （Fibroblast，FB） 在美容医学和再生医学中展现出前所未有的潜力，然而成纤维细胞的获取以及数量有限是限制其临床应用的瓶颈。使用实验室自主设计的成纤维细胞诱导分化培养基DFM 诱导间充质干细胞 （Mesenchymal Stem Cells， MSCs） 向成纤维细胞分化，并以诱导后的总细胞扩增倍数、成纤维细胞相关基因和蛋白的表达以及细胞的迁移能力为指标，建立了一个全面的分化效果评价体系。结果表明：成纤维细胞诱导分化培养基DFM 中细胞的累计扩增倍数显著高于对照组；成纤维细胞相关基因和蛋白的表达显著高于对照组；细胞迁移能力也较对照组有显著提升。

关键词：成纤维细胞；间充质干细胞；培养基；分化；细胞迁移

中图分类号：Q813.1+1 文献标志码：A

成纤维细胞 （Fibroblast，FB） 又名纤维母细胞，起源于胚胎中胚层的间充质干细胞（Mesenchymal StemCells， MSCs），是结缔组织中最常见的细胞类型，几乎在所有器官中都可以找到[1]。成纤维细胞在组织发育、维护和修复中发挥重要的作用。当皮肤受损时，损伤部位细胞通过旁分泌及自分泌的方式，促进相邻组织中的成纤维细胞从G0 期进入增殖期，从而增加伤口处成纤维细胞的数量[2]。成纤维细胞还可以通过自分泌的方式促进胶原合成和成纤维细胞增殖[3]，并且它对保持皮肤弹性与韧性具有重要作用，在医疗领域也经常被用于各种伤口的愈合治疗[4-5]。

MSCs 是一种成纤维细胞样的多能干细胞，具有多向分化的潜能[6-8]，是细胞治疗和组织修复中最常用的干细胞之一，在再生医学中具有极大的应用潜力[9]。MSCs可以从许多组织来源中分离，最常见的3 个来源为骨髓[10]、脂肪[11] 与新生儿组织[12-15]。虽然MSCs 与成纤维细胞均可以从多种组织中获取，但MSCs 的获取方式对供者更加友好，且获得的细胞具有更高的增殖与分化活性[16]，这也将影响成纤维细胞用于细胞治疗的效果[17]。因此，从MSCs 诱导分化制备成纤维细胞可以为组织工程提供新的思路。

诱导MSCs 分化为成纤维细胞的方法主要分为两种。一是二维培养的方法：通过向MSCs 的培养基中添加细胞因子[18]，或将MSCs 与其他细胞进行共培养[19]，促使MSCs 向成纤维细胞分化；二是构建相关立体支架结构将MSCs 诱导分化为成纤维细胞[16-17]。其中添加细胞因子可以为MSCs 向成纤维细胞的分化提供合适的培养条件。在培养基中，影响细胞生长分化的主要因素有微量元素、维生素、激素和细胞因子等。

研究表明，转化生长因子 （Transforming GrowthFactor-β， TGF-β）、结缔组织生长因子 （ConnectiveTissue Growth Factor， CTGF）、碱性成纤维细胞生长因子 （Basic Fibroblast Growth Factor， bFGF）、表皮生长因子 （Epidermal Growth Factor， EGF） 等细胞因子可以显著影响MSCs 的成纤维分化[18，20-23]。大量的研究表明，根据细胞形态、细胞标记、分化潜能或免疫调节特性，难以将成纤维细胞和MSCs 区分开来[24-26]，因此目前对于成纤维细胞的定义仍不明确，但已有一些标记物被用于成纤维细胞的鉴定[27-29]，如平滑肌肌动蛋白 （α-Smooth Muscle Actin， α-SMA）、I 型胶原（Collagen type I， COL-I）、波形蛋白 （Vimentin， VIM）、层黏连蛋白 （Laminin， LN） 和成纤维细胞特异性蛋白1 （Fibroblast-Specific Protein 1， FSP-1） 等。