骨髓基質(zhì)干細(xì)胞體外誘導(dǎo)成骨細(xì)胞的研究進(jìn)展*

陳得勝,林炎水

成都醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院 關(guān)節(jié)外科(成都 610500)

·綜 述·

骨髓基質(zhì)干細(xì)胞體外誘導(dǎo)成骨細(xì)胞的研究進(jìn)展*

陳得勝,林炎水△

成都醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院 關(guān)節(jié)外科(成都 610500)

骨髓基質(zhì)干細(xì)胞；成骨細(xì)胞；成骨誘導(dǎo)

大量科學(xué)研究表明，來源于中胚層的未分化的間充質(zhì)細(xì)胞是骨髓非造血干細(xì)胞中的一類，這類細(xì)胞體外擴(kuò)增程度高、可多個(gè)向分化、容易進(jìn)行移植、可支持造血等，其獨(dú)特之處為該細(xì)胞可向諸如成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂細(xì)胞、肌細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、肝細(xì)胞等多種細(xì)胞分化，所以其又被稱為骨髓基質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)。BMSCs是獲取目標(biāo)細(xì)胞、目標(biāo)組織熱門的種子細(xì)胞[1]。近幾十年來，關(guān)于BMSCs的多向分化特性有了不斷深入的研究，在探討如何將BMSCs誘導(dǎo)分化為成骨細(xì)胞的方法方面做了大量的科學(xué)研究。現(xiàn)就BMSCs體外定向誘導(dǎo)成骨細(xì)胞的方法作一綜述，對其研究進(jìn)展作一回顧。

1 BMSCs分離培養(yǎng)方法

目前，BMSCs的分離與培養(yǎng)技術(shù)已較成熟，方法多種多樣，常見的有密度梯度離心法、全骨髓培養(yǎng)法、流式細(xì)胞儀法和免疫磁珠分離法等，各有優(yōu)缺點(diǎn)，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行選擇。

1.1 免疫磁珠分離和流式細(xì)胞儀分離法

采用免疫磁珠分離和流式細(xì)胞儀分離方法所獲得的BMSCs純度較高，不足在于這兩種方法均使細(xì)胞的分化能力和活性減低，且對實(shí)驗(yàn)條件要求較高，對骨髓的要求量較大，所以不常采用。

1.2 全骨髓培養(yǎng)法

BMSCs有貼壁生長的特性，可以利用該特點(diǎn)進(jìn)行全骨髓培養(yǎng)來分離培養(yǎng)細(xì)胞，該方法不會破壞BMSCs的原始生活環(huán)境，有利于細(xì)胞的生長和分化。但把造血干細(xì)胞和其他種類細(xì)胞共培養(yǎng)，難以避免其他雜質(zhì)細(xì)胞在貼壁細(xì)胞中出現(xiàn)，且BMSCs和其他雜質(zhì)細(xì)胞的性質(zhì)差別很大，較難得到純化的BMSCs[2]。

1.3 密度梯度離心法

密度梯度離心法使用較普遍，該方法是利用骨髓各成分間密度的差異，通過離心力的作用去除大部分的血細(xì)胞來提取BMSCs，此時(shí)的BMSCs內(nèi)含有小部分造血系血細(xì)胞，有待進(jìn)一步純化，其主要利用造血系細(xì)胞和BMSCs的貼壁性能差異反復(fù)更換培養(yǎng)液將懸浮生長的血細(xì)胞去除，使BMSCs得到純化。

1.4 細(xì)胞片層技術(shù)法

細(xì)胞片層技術(shù)分離培養(yǎng)BMSCs是一種新的方法，和傳統(tǒng)方法相比具有獨(dú)特的優(yōu)勢[3]。細(xì)胞貼壁培養(yǎng)過程中胞外的蛋白使細(xì)胞間或細(xì)胞與培養(yǎng)瓶內(nèi)壁黏連，此時(shí)直接吹打細(xì)胞來進(jìn)行傳代培養(yǎng)難度大，吹打下來的細(xì)胞易受到嚴(yán)重的損害，所以傳統(tǒng)方法用胰蛋白酶對細(xì)胞進(jìn)行消化來分離和傳代培養(yǎng)細(xì)胞。由于消化時(shí)間和消化過程難以得到精準(zhǔn)控制，細(xì)胞外基質(zhì)一定程度上受到破壞，細(xì)胞活性降低，細(xì)胞染色體突變機(jī)會增加[4]。國外研究者[5]發(fā)現(xiàn)一種復(fù)合物組成的培養(yǎng)皿具有很強(qiáng)的溫度反應(yīng)特異性，該培養(yǎng)皿由聚異丙基丙烯酰胺與普通聚乙烯培養(yǎng)皿共價(jià)結(jié)合組成，對溫度和CO2飽和濕度的變化十分敏感，隨著溫度和CO2飽和濕度的變化，培養(yǎng)基表面變成親水性或疏水性。在培養(yǎng)皿表現(xiàn)為疏水性的條件下，BMSCs可以在培養(yǎng)皿的表面進(jìn)行附著、擴(kuò)增、增殖；當(dāng)培養(yǎng)皿表面表現(xiàn)為親水性時(shí)，聚異丙基丙烯酰胺與普通聚乙烯培養(yǎng)皿復(fù)合物在培養(yǎng)皿的表面形成水化層，細(xì)胞在此時(shí)可以主動(dòng)脫落形成細(xì)胞片層。該研究還指出培養(yǎng)皿表面表現(xiàn)為疏水性的條件環(huán)境溫度為32 ℃、CO2飽和濕度為5%，而親水性的條件是溫度20 ℃、CO2飽和濕度為5%。有研究指出：細(xì)胞培養(yǎng)的效果還與細(xì)胞片層厚度相關(guān)，當(dāng)厚度過薄或過厚時(shí)細(xì)胞均不會良好生長；當(dāng)厚度在15～20 nm時(shí)，培養(yǎng)皿表面的細(xì)胞可迅速附著、擴(kuò)增，超過30 nm時(shí)細(xì)胞的黏附率和增殖數(shù)目均會受到影響[6]，但最佳厚度有待進(jìn)一步研究。應(yīng)用細(xì)胞片層技術(shù)所獲得的種子細(xì)胞進(jìn)行成骨誘導(dǎo)時(shí)可獲得類似板層狀骨，通過可降解生物支架材料為載體，再通過載體的轉(zhuǎn)運(yùn)功能把單層或多層的BMSCs細(xì)胞片層植入受區(qū)，并對BMSCs加以成骨誘導(dǎo)，使其細(xì)胞-支架復(fù)合物最終形成類似于板層結(jié)構(gòu)的組織工程骨，這是構(gòu)建組織工程骨較好的思路[3]。

2 成骨細(xì)胞的主要標(biāo)志物及檢測方法

2.1 主要標(biāo)志物

堿性磷酸酶(簡稱ALP或AKP)是廣泛分布在人體肝臟、骨骼、腸、腎、胎盤等組織中的一種酶，ALP是成骨細(xì)胞所分泌的酶蛋白，目前已發(fā)現(xiàn)ALP有ALP1～ALP6 六種同工酶，其中第1、2、6三種來源于肝臟，第3種來源于骨細(xì)胞，第4種來源于胎盤以及癌細(xì)胞，第5種來源于小腸絨毛上皮和成纖維細(xì)胞。由于骨細(xì)胞能夠分泌產(chǎn)生ALP，可通過對ALP活性表達(dá)的分析來判斷BMSCs的成骨分化特性。

2.2 主要檢測方法

堿性磷酸酶(ALP)活性測定、骨鈣素分泌量測定、鈣鹽沉積量測定、電鏡掃描、HE染色、基因表達(dá)量分析等。

3 不同誘導(dǎo)方法誘導(dǎo)BMSCs向骨細(xì)胞分化

3.1 物理因素誘導(dǎo)BMSCs成骨

國內(nèi)研究[7]表明，恒定磁場可以促進(jìn)BMSCs向成骨細(xì)胞分化，該實(shí)驗(yàn)通過控制變量對比分析有無恒定磁場兩組的BMSCs向成骨細(xì)胞誘導(dǎo)分化的效果，干預(yù)條件除一組有恒定磁場干預(yù)外，其他的條件均一樣，對誘導(dǎo)后的兩組培養(yǎng)皿同時(shí)在不同的時(shí)間段進(jìn)行ALP活性測定、細(xì)胞增殖數(shù)目、VonKossa 染色檢測，MTT顯示在第3天時(shí)兩組培養(yǎng)皿內(nèi)的細(xì)胞增殖有差異，恒定磁場組的細(xì)胞增殖數(shù)目和速度明顯高于無恒定磁場組，差異隨時(shí)間的變化更加明顯，在第5、7天檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)所有檢測項(xiàng)目磁場組均高于非磁場組。研究[8]表明，細(xì)胞的某些特殊結(jié)構(gòu)還能被恒定磁場干預(yù)發(fā)生改變，如恒定磁場可作用于細(xì)胞的表面微細(xì)結(jié)構(gòu)對細(xì)胞的排列順序進(jìn)行調(diào)整，從而加快細(xì)胞的增值分化，有利于成骨細(xì)胞成骨。國外已有研究報(bào)道，脈沖電磁場可作用于mc3t3-e1 成骨樣細(xì)胞系，通過促進(jìn)細(xì)胞的增殖分化來加速骨樣組織的形成，但其作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。自上世紀(jì)八十年代Haupt等報(bào)道體外沖擊波成功治療骨折不愈合1例后，國內(nèi)外很多學(xué)者對其作用機(jī)制進(jìn)行了大量研究。Wang等[9]發(fā)現(xiàn)低能沖擊波可使BMSCs的細(xì)胞膜發(fā)生電勢超極化，可促進(jìn)BMSCs向成骨細(xì)胞方向分化，并形成骨小節(jié)。國內(nèi)研究者[10]把8.5 kV 的工作電壓作用于BMSCs細(xì)胞培養(yǎng)皿，發(fā)現(xiàn)脈沖有促進(jìn)BMSCs成骨分化的作用，且不同頻次脈沖的作用強(qiáng)度有差異，說明低能沖擊波促進(jìn)BMSCs成骨分化的作用機(jī)制與c-fos、c-jun基因表達(dá)量增加有關(guān)。

3.2 化學(xué)試劑誘導(dǎo)

化學(xué)試劑是在傳統(tǒng)的BMSCs向成骨細(xì)胞分化的誘導(dǎo)劑中比較常見的選擇，這些化學(xué)試劑可以通過MAPK信號傳導(dǎo)途徑誘導(dǎo)BMSCs向成骨細(xì)胞分化，如抗壞血酸、地塞米松和B-磷酸甘油等。但這些刺激因素對細(xì)胞的分化具有反向作用，如地塞米松抑制了細(xì)胞的分裂和增殖，所以種子細(xì)胞的數(shù)目很難得到滿足[11]。

3.3 誘導(dǎo)因子誘導(dǎo)

3.3.1 生長因子誘導(dǎo)BMSCs成骨 國內(nèi)有研究證明富血小板血漿對BMSCs向成骨細(xì)胞的分化有誘導(dǎo)作用，該作用可能與富血小板血漿內(nèi)含有某種特殊的生長因子有關(guān)，其內(nèi)的細(xì)胞因子能促進(jìn)BMSCs的增殖與成骨分化，且PRP完全來源于自體，制作簡單，無免疫排斥反應(yīng)，因此在臨床上具有良好的應(yīng)用前景。國內(nèi)研究者[12-13]利用富血小板血漿誘導(dǎo)BMSCs向成骨細(xì)胞分化，但PRP濃度和作用時(shí)間有待進(jìn)一步研究。有研究指出不同部位和不同年齡階段的PRP對人BMSCs的誘導(dǎo)作用存在一定的差異，如Murphy等[14]把成人血和臍帶血制作的PRP進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)臍帶血制作的PRP對BMSCs的促進(jìn)作用強(qiáng)于成人血制作的PRP。張曄等[15]實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，富血小板血漿刺激骨細(xì)胞增殖，增強(qiáng)成骨活性，作用機(jī)制可能是富血小板血漿內(nèi)的轉(zhuǎn)化生長因子β誘發(fā)細(xì)胞內(nèi)基因水平的改變，并有向cbfal基因的成骨啟動(dòng)基因進(jìn)一步進(jìn)行基因調(diào)控而增加成骨活性，加速骨的修復(fù)。除富血小板血漿內(nèi)的轉(zhuǎn)化生長因子有促進(jìn)BMSCs向成骨細(xì)胞分化作用外，近年還發(fā)現(xiàn)富血小板血漿內(nèi)的其他多種高濃度生長因子也有類似的功能，如血小板源性生長因子、血管內(nèi)皮生長因子、表皮生長因子、胰島素樣生長因子等[16]，這些生長因子大部分具有誘導(dǎo)BMSCs成骨細(xì)胞分化、促進(jìn)骨再生修復(fù)骨缺損的作用[17-21]，還能夠誘導(dǎo)BMSCs向血管內(nèi)皮細(xì)胞、胰島樣細(xì)胞分化。富血小板血漿內(nèi)不同的生長因子具有不同的作用機(jī)制，轉(zhuǎn)化生長因子β和成骨細(xì)胞相互作用，轉(zhuǎn)化生長因子β可以增強(qiáng)BMSCs轉(zhuǎn)化成成骨細(xì)胞的活性并增加其數(shù)量，通過自分泌和旁分泌刺激骨細(xì)胞形成，成骨細(xì)胞則可分泌轉(zhuǎn)化生長因子β[22]。表皮生長因子既可單獨(dú)作用于BMSCs，又能夠與轉(zhuǎn)化生長因子協(xié)同作用來刺激BMSCs的增殖和向成骨細(xì)胞分化[23]。血小板源性生長因子則通過絲裂作用促進(jìn)BMSCs的增殖分化，該因子是間充質(zhì)起源細(xì)胞的絲裂原，最先出現(xiàn)在骨折愈合過程中，可以通過刺激BMSCs的有絲分裂來增加成骨細(xì)胞的數(shù)量，促進(jìn)其分泌形成胞外基[23]。近來，張巧鳳等[24]利用胰島素樣生長因子-I明膠微球(IGF-I-GMs)通過緩慢釋放IGF-I來促進(jìn)BMSCs向成骨細(xì)胞分化，比單用IGF-I促進(jìn)BMSCs向成骨細(xì)胞分化具有更好的效果。另外，骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2尚有誘導(dǎo)BMSCs成骨和促進(jìn)成骨因子VEGF表達(dá)的作用[25]，而血管內(nèi)皮生長因子既是一種主要的血管形成因子，又是一種重要的骨生長因子。作為一種不可或缺的骨生長因子，其在成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞的增殖、分化及功能活性方面發(fā)揮著重要的作用，對骨質(zhì)疏松的發(fā)生發(fā)展有重大影響。調(diào)控VEGF的表達(dá)可能是骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2參與骨代謝的機(jī)制之一。

3.3.2 血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(angiotension converting enzyme inhibitors,ACEI) ACEI通過對血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的干預(yù)來間接促進(jìn)BMSCs向成骨細(xì)胞分化[26]。VEGF在血管生成和成骨細(xì)胞分化過程中均發(fā)揮重大作用[27-29]。報(bào)道[30-32]證實(shí)：在BMSCs向成骨細(xì)胞誘導(dǎo)后，VEGF的表達(dá)量顯著升高，VEGF維持種子細(xì)胞的成骨表型，增加成骨細(xì)胞的數(shù)量，在促進(jìn)骨組織形成的同時(shí)減少骨的吸收。ACEI通過對VEGF的干預(yù)來間接促進(jìn)BMSCs向成骨細(xì)胞分化，而VEGF又能夠促進(jìn)BMSCs向血管內(nèi)皮細(xì)胞的分化，對血管的修復(fù)與再生有一定的作用，因此應(yīng)用ACEI誘導(dǎo)BMSCs成骨和VEGF誘導(dǎo)BMSCs成血管內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)行血管修復(fù)與再生或許可以解決臨床缺血性骨壞死這一難題[33-34]。

3.4 基因修飾誘導(dǎo)BMSCs成骨

3.4.1 腺病毒和逆轉(zhuǎn)錄載體 除了人工基因重組方法獲取bFGF、TGF-β、BMP-2、BMP-7 等生長因子外，還可以利用病毒和非病毒載體途徑將這些生長因子進(jìn)行體外轉(zhuǎn)移，再導(dǎo)入BMSCs內(nèi)，形成生長因子-BMSCs 復(fù)合物，對復(fù)合物進(jìn)行定向誘導(dǎo)可以形成目標(biāo)細(xì)胞來修復(fù)目標(biāo)組織，如修復(fù)骨缺損。國外研究者在十幾年前就做過此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，以腺病毒體外轉(zhuǎn)移途徑將BMP-2 基因?qū)隑MSCs內(nèi)，并與脫礦骨基質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物，再將復(fù)合物植入有骨缺損的小鼠體內(nèi)，2個(gè)月后觀察24處骨缺損中有 22 處達(dá)到了骨性愈合[35]。國外研究者把用端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(telomerase reverse transcrip tase,TERT)基因修飾的BMSCs進(jìn)行體外連續(xù)傳代培養(yǎng)，通過觀察發(fā)現(xiàn)在3年后BMSCs仍保持良好的自我更新和多向分化潛能[36]。研究者[37]發(fā)現(xiàn)骨形態(tài)發(fā)生蛋白2真核表達(dá)載體在體外可以異位成骨，并能進(jìn)一步促進(jìn)兔橈骨缺損的修復(fù)。有學(xué)者把腺病毒途徑和逆轉(zhuǎn)錄病毒、脂質(zhì)體載體途徑進(jìn)行修復(fù)骨缺損效果對比，發(fā)現(xiàn)腺病毒途徑對轉(zhuǎn)hBMP-2基因小鼠BMSCs修復(fù)顱骨缺損效果最突出，而脂質(zhì)體載體途徑療效最差。

3.4.2 基因轉(zhuǎn)染技術(shù) 基因轉(zhuǎn)染技術(shù)是通過編碼特定功能因子基因并轉(zhuǎn)移到種子細(xì)胞或生物活性基質(zhì)材料里，轉(zhuǎn)染細(xì)胞可表達(dá)目的基因及產(chǎn)物，進(jìn)一步在體內(nèi)增殖、分化，如粟謀等[38]通過PCR方法構(gòu)建重組質(zhì)粒pcDNA3-hNGF并轉(zhuǎn)染至大鼠BMSCs中，促進(jìn)BMSCs向軟骨細(xì)胞或骨細(xì)胞增殖、分化來達(dá)到骨折基因治療的目的。研究已證實(shí)多種細(xì)胞生長因子通過基因轉(zhuǎn)染可以有效促進(jìn)BMSCs的成骨活性，如國內(nèi)研究表明bFGF、BMP基因的轉(zhuǎn)染能夠極明顯促進(jìn)BMSCs的增殖，利用VEGF基因轉(zhuǎn)染技術(shù)同樣可在很大程度促進(jìn)BMSCs的增殖。筆者還通過ALP活性分析、骨鈣素含量測定等方法比較bFGF、BMP-2、VEGF三種生長因子對BMSCs增殖的不同影響，結(jié)果BMP-2轉(zhuǎn)染組ALP活性和骨鈣素的含量升高最為明顯[40]。TGF-β1基因轉(zhuǎn)染同樣可增加BMSCs的成骨活性，有研究表明將TGF-β1基因的復(fù)制缺陷型病毒轉(zhuǎn)入成骨細(xì)胞后，可使細(xì)胞內(nèi)的I型膠原含量明顯增加。成骨細(xì)胞經(jīng)TGF-β1 轉(zhuǎn)染后在人體內(nèi)的活性升高，新生骨的數(shù)量明顯增加[41]。近期，國內(nèi)研究者[42]把成纖維細(xì)胞生長因子l型受體(fibroblast growth factor receptors 1，F(xiàn)GFR 1)通過顯性負(fù)性作用(dominant negative strategy，DN) 轉(zhuǎn)染BMSCs，發(fā)現(xiàn)成骨細(xì)胞ALP活性顯著提高，并說明BMSCs經(jīng)歷了由骨祖細(xì)胞到成骨前體細(xì)胞再到成骨細(xì)胞，最終凋亡(或是骨細(xì)胞、骨襯細(xì)胞)的過程。

3.5 仿生支架材料誘導(dǎo)

隨著組織工程技術(shù)和再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展，如何獲取組織工程骨修復(fù)骨缺損的研究不斷深入。通常認(rèn)為組織工程的三要素是種子細(xì)胞、生長因子、支架材料，在種子細(xì)胞、生長因子研究方面取得重大進(jìn)步的同時(shí)，支架材料也得到迅速發(fā)展，各種支架材料應(yīng)運(yùn)而生，使細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)了從單懸細(xì)胞培養(yǎng)、多層細(xì)胞培養(yǎng)、三維立體細(xì)胞培養(yǎng)的過程。生物支架材料的功能在于為細(xì)胞提供一個(gè)三維空間，為細(xì)胞的營養(yǎng)獲取和生長代謝提供一個(gè)良好的環(huán)境。細(xì)胞-生物支架復(fù)合物植入機(jī)體受損的組織和器官后，隨著細(xì)胞的不斷增值、分化，最終形成靶器官和組織，支架慢慢降解、吸收，從而達(dá)到組織修復(fù)與再生重建的目的。張開剛等[42]將小腸黏膜下層制備的支架材料與經(jīng)成骨誘導(dǎo)劑培養(yǎng)的第3 代BMSCs結(jié)合，形成支架-材料復(fù)合物，并將復(fù)合物植入沒有胸腺結(jié)構(gòu)的裸鼠皮下繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，電鏡下見有大量骨組織形成，免疫組化檢測有成骨細(xì)胞生成，該細(xì)胞可以分泌特異性骨鈣蛋白。許宇霞等[43]取分離培養(yǎng)的第3代人BMSCs接種于納米羥基磷灰石表面，并加入含濃度為50 mg/L維生素C、10 mmol/L β甘油磷酸鈉、1 mmol/L地塞米松培養(yǎng)基進(jìn)行誘導(dǎo)分化培養(yǎng)，電鏡掃描可觀察到材料孔隙內(nèi)有細(xì)胞長入。王桂芳等[44]應(yīng)用TiO2納米管負(fù)載聚六亞甲基胍在一定濃度下促進(jìn)大鼠BMSCs的成骨性分化，并能顯著提高種植體鈦表面的促成骨分化能力。王闖建等[45]把I型膠原和PLGA/13-TCP復(fù)合支架組合成新的包芯結(jié)構(gòu)骨支架，并在骨支架上移植、培養(yǎng)BMSCs，促進(jìn)其向成骨細(xì)胞分化來修復(fù)兔橈骨缺損，該新支架結(jié)構(gòu)顯著提高了支架表面親水性，基于I型膠原凝膠具有的半固體、半液態(tài)特點(diǎn)，既有效解決了接種時(shí)細(xì)胞大量丟失的問題，又實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞在支架孔隙中均勻的分布。國內(nèi)研究者[46]近期還利用多聚賴氨酸表面修飾的脫鈣骨基質(zhì)富集材料來促進(jìn)人BMSCs的黏附、增殖與基質(zhì)分泌等來探索臨床骨修復(fù)所面臨的干細(xì)胞密度低、容易流失問題，該材料與BMSCs具有良好的生物相容性、低細(xì)胞毒性，是一種簡便的物理吸附方法，不影響成骨誘導(dǎo)后BMSCs的生長及成骨活性，有望成為臨床應(yīng)用自體紅骨髓聯(lián)合選擇性細(xì)胞滯留技術(shù)治療骨缺損、骨不連所需的優(yōu)先選擇富集材料之一。尉曉蔚等[47]應(yīng)用國產(chǎn)多孔玻璃碳作骨組織工程的支架載體材料促進(jìn)BMSCs的黏附和增殖，該材料無細(xì)胞毒性，打破了多孔鉭金屬醫(yī)用材料所面臨的國外壟斷、造價(jià)昂貴問題，為進(jìn)一步制造出國產(chǎn)多孔鉭金屬奠定前期的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

除了上述支架材料外，尚有凍干骨基質(zhì)(fdDBM)、磷酸三鈣(TCP)、孔徑分別為200 μM及500 μM的珊瑚羥磷灰石(CH200、CH500)等，面對支架材料的多樣性，組織工程應(yīng)考慮：生物相容性、無細(xì)胞毒性；具有一定強(qiáng)度的生物力學(xué)特性，在局部環(huán)境給予種子細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)上的支持作用；生物可降解性以及吸收速率的可調(diào)性；易塑性和臨床應(yīng)用；合適的孔隙率和孔徑大小。

3.6 其他誘導(dǎo)

近來，明磊國等[48]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)一定濃度的8-異戊烯基柑橘素對BMSCs向成骨分化有促進(jìn)作用，但其作用機(jī)制尚不明確。Christoffel等[49]研究表明，8-異戊烯基柑橘素能夠抑制骨質(zhì)疏松模型大鼠的骨密度下降。Sehmisch等[50]比較研究8-異戊烯基柑橘素、6-異戊烯基柑橘素、6,8-異戊烯基柑橘素的抗骨質(zhì)疏松的活性，發(fā)現(xiàn)8-異戊烯基柑橘素的活性最強(qiáng)。

4 展望

BMSCs是熱門的種子細(xì)胞，不僅可向成骨細(xì)胞分化，還可向血管內(nèi)皮細(xì)胞、軟骨細(xì)胞等細(xì)胞分化，基于其多向分化的特性，為骨科獲取復(fù)合組織工程骨提供了可能，各種原因引起的關(guān)節(jié)軟骨缺損、骨缺損、缺血性骨壞死是骨科所面臨的一大難題，倘若能找到一種或多種誘導(dǎo)條件共作用于BMSCs，誘導(dǎo)其同時(shí)向成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞分化，骨缺損或缺血性骨壞死的臨床治療會出現(xiàn)另一個(gè)嶄新的前景，有待進(jìn)一步研究。

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http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1705.R.20161207.1046.002.html

10.3969/j.issn.1674-2257.2016.06.027

四川省衛(wèi)生廳科研基金資助項(xiàng)目(No:120483)

R329

A

△通信作者：林炎水，E-mail：lys0596@163.com