杜佳蕾，張曦元，萬 娜，葛 斌，李 璐*

（長春中醫(yī)藥大學，吉林 長春 130117）

體外誘導大鼠骨髓間充質干細胞向神經干細胞分化的研究進展

杜佳蕾，張曦元，萬 娜，葛 斌，李 璐*

（長春中醫(yī)藥大學，吉林 長春 130117）

骨髓間充質干細胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）是一類多潛能細胞，在適當?shù)臈l件下，能夠通過誘導分化成為神經干細胞，在治療神經系統(tǒng)方面的疾病具有良好的臨床應用前景。本文對BMSCs體外分離培養(yǎng)方法、誘導方法及治療神經系統(tǒng)疾病的臨床應用進行了綜述。

骨髓間充質干細胞；分離培養(yǎng)；誘導分化；臨床應用；神經干細胞

間充質干細胞（MSCs）具有自我復制能力屬于多潛能細胞，主要存在于骨髓、脂肪、臍帶、粘膜、肌肉、肺、肝、骨骼、胎盤、胰腺等，它在適宜條件下經過誘導可以向骨、脂肪、軟骨等多種組織細胞分化。而BMSCs屬于間充質干細胞中的一種，因其自身具有取材對機體的損傷小，容易在體外進行分離、培養(yǎng)和擴增，回植體內后不會發(fā)生免疫排斥反應等特點而備受關注。本文將從BMSCs的分離培養(yǎng)、誘導BMSCs向神經干細胞分化的方法以及BMSCs對神經系統(tǒng)疾病治療這三個方面加以介紹。

1 骨髓間充質干細胞的的分離與培養(yǎng)

將體外培養(yǎng)的BMSCs放置于倒置相差顯微鏡下觀察，可以看到大多數(shù)的細胞呈梭形、紡錘形，少數(shù)形態(tài)表現(xiàn)為多角形，細胞核比較大，相鄰的細胞之間有縫隙進行連接。隨著對BMSCs研究的不斷深入，現(xiàn)在研究建立的用于分離提取BMSCs的方法有很多，比如貼壁細胞分離培養(yǎng)法、密度梯度離心法還有免疫磁珠法、流式細胞儀法等，但是其不同的培養(yǎng)方法所取得的效果不同。

2 誘導骨髓間充質干細胞分化為神經細胞的方法

雖然現(xiàn)在的研究發(fā)現(xiàn)BMSCs可以通過誘導向神經干細胞進行分化，但是誘導方法的不同，所導致的誘導分化率也是不一樣的。目前在實驗研究中用的較多的的誘導分化方法主要有以下三種：一、生長因子誘導法；二、各類中藥及其提取物的誘導法；三、共培養(yǎng)誘導法。

2.1 生長因子誘導法

細胞增殖和分化功能會受到各種生長因子的影響。生長因子誘導法主要是利用了各種細胞因子對BMSCs增殖和分化的調控機制。Long等[3]研究發(fā)現(xiàn)，表皮生長因子（EGF）、堿性或纖維性細胞生長因子（bFGF）、腦源性神經營養(yǎng)因子（BDNF）等細胞生長因子，這些生長因子可以促進BMSCs向神經細胞分化。

2.2 中藥及其取物的誘導法

中藥及其提取物可以影響骨髓間充質干細胞的分化、增殖及其移植效果。張景欣等[4]將杜仲（10 mg/mL）加入到含有第四代BMSCs的培養(yǎng)液中，28 d后通過免疫熒光檢測發(fā)現(xiàn)杜仲可以提高BMSCs增殖和向神經元分化的能力。王冠等[5]研究發(fā)現(xiàn)與單純堿性成纖維生長因子誘導骨髓間充質干細胞相比，堿性成纖維生長因子和黃芪多糖共同誘導組的所表達的神經元特異性烯醇化酶陽性細胞的比例較高（P＜0.05），這說明黃芪多糖可以促進BMSCs向神經干細胞分化。魯巍等研究發(fā)現(xiàn)當培養(yǎng)基內川芎嗪藥物質量濃度為10 mg/L時，它對成骨細胞的增殖和分化功能的促進作用最為明顯。

2.3 細胞共培養(yǎng)誘導法

細胞共培養(yǎng)誘導法是將BMSCs與神經細胞共同培養(yǎng)、讓細胞之間能夠相互接觸，然后利用BMSCs所在的微環(huán)境而將其誘導分化。這種方法作用的機制可能是神經細胞與BMSCs共同生長的過程中，神經細胞會分泌一些可以促進BMSCs誘導分化的因子，再加上細胞之間的相互接觸，最終誘導BMSCs向神經干細胞分化。Ni等[7]將BMSC與嗅鞘細胞（OEC）共培養(yǎng)，免疫熒光檢測及RT-PCR等分析顯示，神經細胞免疫反應標記物數(shù)量明顯增多，這些可以證明BMSCs與嗅鞘細胞（OEC）共同培養(yǎng)可以誘導分化成為神經細胞。

3 骨髓間充質干細胞對神經系統(tǒng)疾病的治療

一直以來，中樞神經系統(tǒng)疾病就是人類所面臨的重大疾病之一，在治療過程中，由于中樞神經具有不可再生性的特點，嚴重影響了此類疾病的治療效果和患者預后效果。BMSCs分布于體內多種組織和器官中并具有多向分化的潛能，經誘導可以向神經干細胞分化。Abouelfetouh等在體外將BMSCs與海馬組織共同培養(yǎng)，觀察到BMSCs有向神經膠質細胞分化的情況，最終通過誘導分化成為了神經細胞。同時，將BMSCs應用于臨床治療神經系統(tǒng)疾病，還避免了研究胚胎干細胞所存在的倫理性問題。由此認為BMSCs向神經干細胞轉化在神經系統(tǒng)疾病的治療方面具有更大的優(yōu)勢，將來可能成為神經組織工程新的種子細胞來源，為臨床上治療神經系統(tǒng)疾病提供了新的研究方向。

3.1 BMSCs對小兒腦性癱瘓的治療

小兒腦性癱瘓又稱腦癱，是小兒時期中樞神經系統(tǒng)常見的一種疾病，但是具有很高的致殘率?；純撼诉\動發(fā)育比正常的同齡兒遲緩外，還常表現(xiàn)先天性肌遲緩、智力低下、肌肉萎縮等癥狀。所以尋找一種治療腦癱的安全有效方法就顯得尤為重要。

王亞莉研究發(fā)現(xiàn)采用患兒自體的BMSCs轉化為神經干細胞進行移植治療的腦癱患兒在細胞移植后的在1個月后其運動能力就有個明顯的改善。BMSCs移植與康復鍛煉兩種方法具有疊加作用，共同使用對治療小兒腦癱療效更好。

3.2 BMSCs對腦卒中的治療

腦卒中（cerebral stroke）又被稱腦血管意外，被認為是世界范圍內造成人類死亡的第二大原因，而且治療后的效果并不理想，很大一部分的患者都會因病致殘。近年來，國內外學者提出了通過自體BMSCs移植治療腦卒中的方法，并在研究中取得了一些成果。

王利平等研究發(fā)現(xiàn)BMSCs在體外培養(yǎng)經誘導分化后通過流式細胞儀檢測可表達神經干細胞標志，并且通過自體移植BMSCs治療腦卒中可以明顯的改善患者一些神經功能缺失的癥狀。有臨床研究顯示，BMSCs動脈內移植方式是一種安全可行的促進卒中患者神經功能恢復的方式，其機制可能是可以使細胞到達距離損傷更近的動脈末端。IshizakaS等研究也發(fā)現(xiàn)BMSCs 移植具有修復因缺血而遭受損傷的神經系統(tǒng)再次進行神經之間聯(lián)接的潛能，通過移植治療有助于提高患者的運動功能。

3.3 BMSCs對脊髓損傷的治療

脊髓損傷（spinal cord injury，SCI）是一種神經系統(tǒng)創(chuàng)傷性疾病，受傷原因主要是因為交通事故和高空墜落。目前臨床上對脊髓損傷患者脊神經的萎縮與壞死缺乏有效的修復方法。而且其傷殘重、治療難、預后差，是國內外神經科學研究的熱點之一。

高平等研究發(fā)現(xiàn)證實了采用經過生物誘導后的BMSCs移植治療大鼠脊髓損傷比化學誘導后的BMSCs移植治療大鼠脊髓損傷的神經恢復程度要高。趙錫武等也發(fā)現(xiàn)通過靜脈注射神經干細胞和BMSCs都可以改善脊髓損傷大鼠的運動功能，建議將這兩種方法結合起來共同治療脊髓損傷，可以取得更好的治療效果。

綜上所訴，當前研究BMSCs分離培養(yǎng)方法有很多種，在適當條件下在誘導BMSCs向神經干細胞分化并成功表達出神經元特異性標志物的方法也有很多種，有著廣泛的應用前景，并且在治療神經系統(tǒng)疾病方面的應用上已經取得了良好的治療效果。雖然BMSCs分化為神經細胞的研究工作目前取得了很多的突破性的進步，但是仍然存在一些沒有解決的問題。比如如何調控和提高BMSCs的分化率、干細胞定向分化的誘導因子以及它們作用的機制等等，因此，為了干細胞技術在臨床上的更廣泛的應用，這些問題都需要我們一一解決。

[1]李曉峰,趙勁民,蘇 偉,崔向榮,羅世興,馬愛國.大鼠骨髓間充質干細胞的培養(yǎng)與鑒定[J]. 中國組織工程研究與臨床康復,2011,(10):1721-1725.

[2]張景欣,王 智,馬 明.杜仲對骨髓間充質干細胞增殖和向神經元分化的影響[J].世界中西醫(yī)結合雜志,2016,05(8):945-948.

R617

A

ISSN.2095-6681.2017.27.32.02

杜佳蕾（1993-），女，山東省菏澤市人，長春中醫(yī)藥大學，在讀研究生，公共衛(wèi)生專業(yè)，營養(yǎng)與食品衛(wèi)生方向

李 璐

本文編輯：劉帥帥