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骨髓基质干细胞成骨的研究进展

组织工程技术是目前解决大块骨与软骨组织缺损修复难题最

有前景的手腕之一，种子细胞是组织工程学中的重要环节。骨髓基质

干细胞(bonemarrowstromalcells，BMSCs)是一类具有多向分化潜

能的组织干细胞，在体内外适当的诱导环境下能够分化为骨、软骨、

脂肪、肌肉、神经、肌腱及韧带等多种组织细胞。该细胞群来源充沛，

取材方便，增殖能力强，可在体外大规模扩增而不丢失多向分化潜能，

而且异体移植免疫排斥反映小，目前已成为应用较普遍的重要种子细

胞之一。本文就骨髓基质干细胞成骨问题进行论述。

1骨髓基质干细胞的来源与获取

骨髓基质干细胞可来源于机体各个部位骨髓。人通常取自髂

骨，兔取自股骨髁上。对人而言，不同部位来源的BMSCs功能状态不

一。椎骨来源的BMSCs碱性磷酸酶(alkalinephosphatase，ALP)活性

低于股骨来源的BMSCs，而骨钙素mRNA的水平较后者高。BMSCs的

数量随着年龄的增加也不断减少，鼠在21个月时股骨干骨髓中的细胞

要少于4个月时的骨髓细胞。BMSCs在骨髓中含量极少(1×105个单核

细胞中含有1个BMSCs)，因此要求在体外培育扩增后，才能达到组织

工程学所要求的细胞数量。在抽取骨髓血的进程中，每一个部位抽出

量不该超过2mL，不然将因抽出物中血量增加而引发有核细胞数的明

显下降。

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经常使用取得BMSCs的方式有：a)贴壁法。所得细胞成份复

杂，BMSCs的纯度不足；b)密度梯度离心法。该方式基于沉降作用，

这是较简便且有效的分离方式，它能有效地将红细胞、白细胞和间充

质细胞分离开来。Lisignoli［1］研究发觉，密度梯度离心法能增加

BMSCs分化成为成骨细胞克隆的数量；c)流式细胞仪法；d)免疫学方

式。免疫选择法通过骨髓基质干细胞表面带有或缺乏某些抗原标志，

进行挑选，可取得相对纯化的基质干细胞。赵子义等［2］研究发觉，

利用免疫磁珠标记神经生长因子受体(nervegrowthfactor

receptor，NGFR)抗体分离、纯化而取得NGFR＋MSCs比一样培育条件

下贴壁法纯化BMSCs其扩增倍数高出2～3个数量级，而且其内含有更

高比例具有多向分化潜能的细胞，因此分离骨髓NGFR＋细胞取得的

BMSCs作为种子细胞应用于组织工程具有明显优势。但到目前为止，

BMSCs的特异性表面抗原标志仍没有明确，而且缺少选择性分离BMSCs

的方式。

2骨髓基质干细胞的体外增殖生物学特性

对BMSCs细胞周期的研究说明，其大约有20％处于静止期，

即G0期细胞，这说明BMSCs具有壮大的增殖能力，可是有文献报导，

高度传代(大于25代)的BMSCs中有一部份已经表现出凋亡的特点。

BMSCs接种密度的大小直接阻碍BMSCs的增殖能力，低密度接种(5

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000/cm2)BMSCs不管在扩增速度仍是扩增倍数上都明显高于高密度接

种，而极低密度接种～12/cm2)更有利于细胞的增殖。杨柳等人［3］

在实验中也发觉种植密度较高时，严峻阻碍BMSCs的贴壁生长，考虑

为含有的红细胞、白细胞比重大于BMSCs