骨髓间充质干细胞在皮肤创面修复中应用探究进展随着组织工程技术的发展，开发构建组织工程皮肤逐渐引 起人们的关注，但种子细胞的来源是目前困扰组织工程的问 题之一骨髓间充质干细胞（BMSC）是一类多能干细胞，能 分化为骨、软骨、肌肉和脂肪等多种间充质组织无论从它 的来源、分离方法还是可分化组织类型来看都有其独特的优 势，是近年来研究的一个热点，易于分离、培养、扩增，在 体外长期培养的过程中始终保持多向分化的潜能，遗传背景 稳定本文就骨髓间充质干细胞的特性及其在创面修复中的 应用作一综述1骨髓间充质干细胞的生物学特性1968年,Friedenstein等［1］利用自然贴壁法从获得的 骨髓基质细胞中首先证明了骨髓中间充质干细胞的存在，并 发现在塑料培养皿中培养的贴壁骨髓单个核细胞在一定条 件下可分化为成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞和成肌细胞 等，而且这些细胞经过20〜30个培养周期仍能保持其多向 分化潜能［2］Conget等［3］发现人BMSC中约有20%处于静 止期，足以维持增殖分化所需的细胞供给；体外培养扩增中， 不自动分化实验证明机体内除了骨髓外，在脐血［4］、外 周血［5］中也存在有间充质干细胞，在一定诱导条件下与BMSC分化方向一致［6］。
目前，BMSC的表面标志尚不确定利用流式细胞仪观察到的结果显示BMSC的表面抗原具有非 专一性，它表达了间质细胞、内皮细胞和表皮细胞的表面标 志，主要包括：CD105(SH2)、CD73(SH3. SH4)、CD29、CD44、CD54、CD90、CD106、CD120a. CD124、CD106 等，不表达造 血细胞的表面标志，如 CD34、ClyA、CD45、CD14、CD3、CD4、 CD8等，也不表达与人白细胞抗原(HLA)识别有关的共刺激分 子B7-1. B7-2及主要组织相容性复合物II类分子如HLA-DR 抗原等［7-8］ o这为BMSCT泛应用提供了分子基础2分离、培养和鉴定目前用于分离BMSC的方法主要有三种：①密度梯度离 心法：鉴于间充质干细胞与其他细胞密度的差异，采用分离 液来实现细胞间的分离其中使用Percoll分离液获得的细 胞纯度高，形态和性质均一因此，目前广泛采用的是利用 密度梯度离心法来分离纯化BMSC；②贴壁筛选法：根据BMSC 易于粘附塑料底物的特性来实现与非贴壁细胞分离；③流式 细胞仪分选术：根据细胞大小或者细胞表面的一些特殊标志 来进行分离现在国外已经建立了一种简单、经济、髙效的 分离BMSC的方法,即利用一种具有3 um孔径的塑料培养皿从骨髓中筛选BMSC,这种方法筛选出来的BMSC均质性大于98%o也具有自我增殖和更新及分化为各种结缔组织的能力［9］。
在生理稳态情况下，成年机体内大多数BMSC并不增殖 然而，在仅补充了适宜血清的培养液中，它们就能贴附在塑 料培养器皿壁上生长，分泌多种细胞因子，通过细胞表面的 多种受体相互作用刺激细胞的迅速增殖［10-12］ o有多种因 素能影响BMSC的生长和扩增培养条件中，最重要的影响 因素是血清的促生长作用间充质干细胞的培养可采用常规 的细胞培养方法大多数体外培养研究证明BMSC具有强大 的扩增能力Colter等［13］报道，将人骨髓基质原代细胞低 密度培养生成的单个大集落的细胞重复作低密度传代培养， 每次传代仅用最大的细胞群体倍增大约50次；尽管BMSCs 具有强大的体外扩增能力，但是扩增后的BMSC的寿命是有 限的这可能与BMSC的端粒酶活性很低有关［3］,对细胞周 期研究显示，只有少数间充质干细胞正在活跃地复制，大多 数细胞处于G0/G1期，暗示着间充质干细胞有高度的分化 潜能大量的体外实验证明，BMSC具有多向分化特征，在不 同诱导条件下，向不同目的细胞分化［14-18］ o近年来，随着对BMSC研究的深入，逐渐发现BMSC在损 伤等刺激下能参与多种组织的修复作用［19-21］, BMSC免疫 原性弱，移植时可不使用免疫抑制剂，不会引起免疫排斥反 应［22］,植入部位没有观察到肿瘤的发生。
因此，BMSC是细 胞移植的理想选择3骨髓间充质干细胞与皮肤创面修复创面愈合的过程涉及细胞运动、粘附、通讯、增殖、迁 移和分化等细胞学行为，同时也包含细胞内外物质的代谢、 基因的启动和调控等一系列生物化学和分子生物学反应概 括起来可分为炎症反应、肉芽组织增生、创面再上皮化及创 面愈合后的改建等过程而BMSC的生物学特性，满足创面 修复的需要目前，虽然多种皮肤移植物、皮肤替代品和促进创面愈 合的生物制剂已经用于临床，但不能满足临床的各种需求 大量研究以BMSC为种子细胞，根据组织工程原理来修复创 面以解决皮源问题并得出了肯定性结论［23］Mackenzie等 ［24］发现人间充质干细胞来源的修复细胞在受损组织中大量存在，参与其再生，这项发现为更进一步探索间充质干细 胞的生物学特性和定向移植提供了一个广阔前景Satoh等 ［25］研究证实局部创面应用间充质干细胞可以促进皮肤损 伤修复并提高愈合质量Shumakov等［26］将间充质干细胞移 植应用于成体大鼠上，他们发现自体移植和异体移植都减少 了创面浸润，加速了肉芽组织形成，尤其在自体移植间充质 干细胞组更为显著经荧光显微镜观察，创面愈合的质量与 被移植细胞所发挥效能的时间长短有关。
推测其更能有效地 促进烧伤创面愈合Glowacki等［27］通过鼠骨髓移植实验的 检测发现，骨髓源细胞在体内可分化为表皮细胞，并可长期 存在Rasulov等［28］对1例大面积烧伤患者进行异体移植 间充质干细胞的细胞治疗，并于细胞移植后第4天实施自体 皮肤移植术结果证实经间充质干细胞治疗可以辅助创面愈 合过程中血管的生成，缩短患者康复时间McFarlin等［29］ 将BMSC静脉注射到SD大鼠，发现创面胶原蛋白的生成增加, 促进了皮肤创面的愈合最近，骨髓基质干细胞已被证明能 加速糖尿病大鼠创面愈合［30］ o有研究表明骨髓基质干细胞 分泌的基质细胞衍生因子1a能促进小鼠皮肤血管增生和放 射伤口的愈合［31］ o骨髓间充质干细胞促进伤口愈合的动物 研究［30,32,33-35］中，除了证明骨髓间充质干细胞能明显 加速创面愈合，促进上皮再生和血管生成外，也证实它可以 改善修复皮肤的质量［34］ o以上研究表明，BMSC能够促进新生血管形成，加速创面 愈合，且具有来源丰富、易于分离、长期传代不改变生物学 特征、组织修复能力强等优点因此，它将逐渐成为理想的 组织工程化皮肤种子细胞的新来源4问题与展望BMSC研究在近年取得了显著的进展，它易于获得及移植 且可避免排斥反应的特性，使其具有重要的研究和应用前 景，取得了令人举目的成果，但是仍有许多问题尚未解决。
目前，BMSC分化为多种类型细胞的分子机制和分化能力尚未 完全阐明，BMSC特异性的表面标记和移植BMSC的最佳时机 尚不清楚，有待我们进一步解决相信随着BMSC研究的深 入，人们会以它为突破口，真正实现以BMSC为种子细胞的 现代组织工程造福于人类，并广泛应用于临床[参考文献][1] Friendentein AJ , Gorskaja JF , Kulagina NN. Fibroblast precursors in normal and irradiated mouse hematopoietic organs [J]・ Exp Hematol, 1976, 4 (5): 267-274.[2] Han SK, Chun KW, Gye MS, et al. The effect of human bone marrow stromal cells and dermal fibroblasts on angiogenesis [J]・ Plast RecongstrSurg,2006,117(3):829-835・[3] Conget PA , Minguell JJ. Phenotypical and functional properties of human bone marrow mesenchymal progenitor cells [J]. J Cell Physiol, 1999, 181 (1): 67-73.[4] Erices A, Conget P, Minguell JJ・ Mesenchymal progenitor cells in human umbilical cord blood [J]・ Br J Haematol, 2000, 109(1)： 235-242.[5] Zvaifler NJ,Marinova-Mutafchieva L,Adams G,et al. Mesenchymal precursor cells in the blood of normal individuals [J]. Arthritis Res, 2000, 2(6)： 477-488.[6] Pittenger MF , Mackay AM，Beck SC , et al. Multilineage potential of aduIt human mesenchymal stem cell[J]・ Science, 1999, 284(541 1): 143-147.[7] Zuk PA, zhu M, Mizuno H, et al. Multilineage cells from humanadispose tissue： implication for cell-based therapies[J]. Tissue Eng, 2001, 7 (2): 211-228.[8] Deans RJ,Moseley AB. Mesenchymal stem cells : biology and potential clinical uses [J]・ Exp Hematol, 2000, 28(8): 875-884.[9] Hung SC. Isolation and characterization of size sieved stearn cells from human bone marrow [J]・Stem Cells,2002, 20:249-258.[10] Ozawa K, Sato K, Oh I, et a 1. Cell and gene therapy using mesenchymal stem cells[J]・J Autoimmun，2008, 30(3)： 121-127.[11] Toma C, Pittenger MF, Cahill KS, et al. Human mesenchymal stem cells differentia te to a cardiomyoc yte phenotype in the adult murine heart[J]・Circulation, 2002, 105： 93-98.[12] Poulsom R, Alison MR, Forbes SJ, et al. Adult stem cell plasticity [J]. J Pathol, 2002, 197: 441-456.[13] Colter DC,Class R,DiGirolamo CM,et al. Rapid expansion of recycling stem cells in cultures of plastic-adherent cells from human bone marrow[J]・ProcNatl Acad Sci USA,2000,97(7)：3213-3218.[14] P it tenger MF, M。