脐带间充质干细胞应用研究进展

脐带间充质干细胞应用研究进展

王丹丹1王婷婷2

王丹丹1王婷婷2

（1天津协和干细胞基因工程有限公司300384）

（2中国人民解放军208医院吉林长春130062）

【摘要】人脐带中富含间充质干细胞（MSCs）。这些细胞能表达多种间充质干细胞标志物及多种干细胞相关基因，可分化为3个胚层衍生的多种成熟细胞，合成多种营养因子和细胞因子，支持造血干细胞等细胞的增殖和功能，并具有低免疫原性。本文主要就脐带间充质干细胞的生物学特性、临床作用和应用前景作简要综述。

【中图分类号】R39【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2013）18-0343-01

脐带是胎儿循环系统与母体相连的条状结构，外层被覆羊膜，内有两条脐动脉和一条脐静脉。在脐动脉与脐静脉之间，还存在一种胚胎粘液样结缔组织：华尔通氏胶。以华尔通氏胶为基质进行分离获取的细胞就是脐带间充质干细胞（HUMSCs）。脐带间充质干细胞是一种来源于胚胎形成早期中胚层的一种多能干细胞，能分化为3个胚层衍生的多种成熟细胞、合成多种营养因子和细胞因子、支持造血干细胞等细胞的增殖和功能，并具有低免疫原性。因此HUMSCs具有巨大的临床应用价值，近年来受到医学科研工作者的重视。

1.脐带间充质干细胞生物学特性

脐带间充质干细胞既不是胚胎干细胞，也不是成体干细胞，而是与两者存在显著区别的一种新的多能间充质细胞。和其他来源的间充质干细胞一样，脐带间充质干细胞在显微镜下为长条梭形，附壁生长，可表达多种造血干细胞标记，并可表达白血病抑制因子受体通路、端粒逆转录酶及胚胎干细胞特异基因Ⅰ等原始干细胞标记［1］。在混合淋巴细胞检测下，脐带间充质干细胞表现为免疫抑制，并可阻止T细胞的增殖，异体移植HUMSCs可出现免疫耐受，显示脐带间充质干细胞是一种免疫缺陷细胞，异体移植不会出现免疫排斥反应［2］。

2.脐带间充质干细胞的临床应用研究

由于脐带间充质干细胞来源较多，取材简便，容易分离，同时表现出免疫缺陷性，且基本不受伦理道德限制，近几年来众多学者致力于研究脐带间充质干细胞的临床应用研究，并取得了令人瞩目的成果。

2.1UMSCs应用于神经系统损伤的研究

研究显示［3］，以大鼠建立脑卒中模型后，将脐带间充质干细胞移植其体内，移植细胞可迁移进入缺血边缘区，分化形成神经细胞、胶质细胞及血管内皮细胞，诱导缺血脑组织中神经细胞及血管新生，增加缺血区域局部脑皮质血流灌注，提高神经营养因子表达水平。另有研究显示［4］，建立大鼠脊髓半切模型后，采用UMSCs移植，28天后可在模型大鼠脊髓内观察到移植细胞迁移、损伤组织区域聚集，移植成功的脐带间充质干细胞中存在NSE、GFAP阳性细胞，后者具有显著的树突生长性，显示UMSCs有助于脊髓受损后的神经功能修复。

2.2UMSCs应用于心血管系统疾病的研究

研究人员分别以脐动脉、脐静脉及全部脐带为来源，分离出三组细胞予以体外培养，为心血管组织工程选择自体细胞源。结果显示，三组细胞均表现为肌纤维母细胞样形态，均可表达中间丝波形蛋白与ASMA，移植聚合物具备良好的组织及细胞外基质成分，含胶原Ⅰ、Ⅲ和弹力蛋白。透射电镜观察到肌纤维母细胞功能活跃，胶原纤维沉积，组织结构不断生长，扫描电镜观察到组织融合表面。三种细胞均是良好的心血管组织工程自体细胞源［5］。基于此UMSCs已被应用于心肌肌纤维母细胞组织工程。

柯红燕等［6］把UMSCs移植于建立心肌梗死模型的大鼠心肌内，观察到UMSCs在实验动物体内可以存活并成功分化成心肌样细胞，但UMSCs分化成心肌样细胞的机理以及是否能够在实验动物或人体内分化为具备正常功能的心肌细胞尚未有研究证据予以支持。

2.3UMSCs的免疫调节活性研究

UMSCs本身具有低免疫原性，可以通过产生可溶性细胞因子使T细胞活化受抑，改变T细胞与DC表型，同时在体外能够显著抑制多种T细胞增殖，UMSCs的上述特质显示了其在降低异原性排斥反应及增加植入细胞存活时间等领域的作用与应用前景，很多研究者对此展开了研究并取得了一定进展。研究人员使用UMSCs开展治疗糖尿病的动物实验，把异基因骨髓与UMSCs同时输入到亚致死剂量辐射的Ⅰ型糖尿病大鼠体内，发现实验大鼠的血糖及胰岛素水平迅速恢复到正常水平，同时在大鼠体内并未出现异体来源的β细胞，作者认为可能是UMSCs的免疫负反馈效应，使β细胞特异性T淋巴细胞活性受到抑制［7］。

3.脐带间充质干细胞的应用前景

脐带间充质干细胞（UMSCs）是应用于组织工程较好的种子细胞。因为UMSCs不但具备来源广泛、取材便利、增殖能力突出、长期传代无变异、可分泌含合适组分的细胞外基质等优点外，还具备以下特点：1、脐带的采集对母体及新生儿无任何损伤或危害；2、UMSCs的干/祖细胞更为原始，具备更突出的分化增殖效应；3、免疫细胞更为初级，免疫功能尚未激活，处于暂时缄默状态，避免了触发免疫反应或导致移植物抗宿主病；4、不含肿瘤细胞，病毒或病原微生物的携带及传播概率也更低；5、不存在社会伦理或法律方面的诸多争议。

UMSCs不仅具备多向分化能力，还在外源基因的转染及表达方面显示出其优势，且间充质干细胞本身所具备的外源基因表达表现出显著的组织特异性，这也使UMSCs成为一种最新的基因疗法靶细胞成为可能［8］。借由转基因的方法，通过将诱导定向分化的生长因子基因导入UMSCs，引导其定向分化，促进体内器官组织的修复进程。

近年来，国内外众多学者对UMSCs进行了深入研究并获得了一定成果。UMSCs可能代替骨髓间充质干细胞应用于组织工程学领域。相信伴随对UMSCs生物学特性研究的进展以及新型生物材料的发现和运用，脐带间充质干细胞必将显示出其广阔的应用前景和巨大的医学效益。

参考文献

[1］徐燕，李长虹，孟恒星，等.人脐带间充质干细胞分离培养条件的优化及其生物学特性[J].中国组织工程研究与临床康复[J].2009，13（32）：91-96.

[2］黄鹏，马廉.人脐带间充质干细胞的应用研究现状[J].中国输血杂志，2009，22（3）：169-172.

[3］ChakrabortyS,KangB,HuangF,GuoYL.Mouseembryonicstemcellslackingp38alphaandp38deltacandifferentiatetoendothelialcells,smoothmusclecells,andepithelialcells.Differentiation.2009.

[4］PlattMO,WilderCL,WellsA,GriffithLG,LauffenburgerDA.Multipathwaykinasesignaturesofmultipotentstromalcellsarepredictiveforosteogenicdifferentiation:tissue-specificstemcells.StemCells.2009.

[5］孙国栋，李志忠.人脐带间充质干细胞在组织工程中的研究进展[J].现代生物医学进展，2009，19（12）：2389-2391.

[6］柯红燕，林晓波，应文娟，等.人脐带间充质干细胞经体内定植并向心肌样细胞分化的研究[J].中国输血杂志，2009，22（3）:188-191.

[7］卓锋，魏开斌.人脐带间充质干细胞应用研究进展[J].中国矫形外科杂志，2012，20（1）：49-51.

[8］范存刚，周景儒，张庆俊.人脐带间充质干细胞的生物学性质研究进展[J].基础医学与临床，2010，30（2），215-218.