體外誘導間充質干細胞向成纖維細胞分化的研究

摘要：成纖維細胞 （Fibroblast，FB） 在美容醫學和再生醫學中展現出前所未有的潛力，然而成纖維細胞的獲取以及數量有限是限制其臨床應用的瓶頸。使用實驗室自主設計的成纖維細胞誘導分化培養基DFM 誘導間充質干細胞 （Mesenchymal Stem Cells， MSCs） 向成纖維細胞分化，并以誘導后的總細胞擴增倍數、成纖維細胞相關基因和蛋白的表達以及細胞的遷移能力為指標，建立了一個全面的分化效果評價體系。結果表明：成纖維細胞誘導分化培養基DFM 中細胞的累計擴增倍數顯著高于對照組；成纖維細胞相關基因和蛋白的表達顯著高于對照組；細胞遷移能力也較對照組有顯著提升。

關鍵詞：成纖維細胞；間充質干細胞；培養基；分化；細胞遷移

中圖分類號：Q813.1+1 文獻標志碼：A

成纖維細胞 （Fibroblast，FB） 又名纖維母細胞，起源于胚胎中胚層的間充質干細胞（Mesenchymal StemCells， MSCs），是結締組織中最常見的細胞類型，幾乎在所有器官中都可以找到[1]。成纖維細胞在組織發育、維護和修復中發揮重要的作用。當皮膚受損時，損傷部位細胞通過旁分泌及自分泌的方式，促進相鄰組織中的成纖維細胞從G0 期進入增殖期，從而增加傷口處成纖維細胞的數量[2]。成纖維細胞還可以通過自分泌的方式促進膠原合成和成纖維細胞增殖[3]，并且它對保持皮膚彈性與韌性具有重要作用，在醫療領域也經常被用于各種傷口的愈合治療[4-5]。

MSCs 是一種成纖維細胞樣的多能干細胞，具有多向分化的潛能[6-8]，是細胞治療和組織修復中最常用的干細胞之一，在再生醫學中具有極大的應用潛力[9]。MSCs可以從許多組織來源中分離，最常見的3 個來源為骨髓[10]、脂肪[11] 與新生兒組織[12-15]。雖然MSCs 與成纖維細胞均可以從多種組織中獲取，但MSCs 的獲取方式對供者更加友好，且獲得的細胞具有更高的增殖與分化活性[16]，這也將影響成纖維細胞用于細胞治療的效果[17]。因此，從MSCs 誘導分化制備成纖維細胞可以為組織工程提供新的思路。

誘導MSCs 分化為成纖維細胞的方法主要分為兩種。一是二維培養的方法：通過向MSCs 的培養基中添加細胞因子[18]，或將MSCs 與其他細胞進行共培養[19]，促使MSCs 向成纖維細胞分化；二是構建相關立體支架結構將MSCs 誘導分化為成纖維細胞[16-17]。其中添加細胞因子可以為MSCs 向成纖維細胞的分化提供合適的培養條件。在培養基中，影響細胞生長分化的主要因素有微量元素、維生素、激素和細胞因子等。

研究表明，轉化生長因子 （Transforming GrowthFactor-β， TGF-β）、結締組織生長因子 （ConnectiveTissue Growth Factor， CTGF）、堿性成纖維細胞生長因子 （Basic Fibroblast Growth Factor， bFGF）、表皮生長因子 （Epidermal Growth Factor， EGF） 等細胞因子可以顯著影響MSCs 的成纖維分化[18，20-23]。大量的研究表明，根據細胞形態、細胞標記、分化潛能或免疫調節特性，難以將成纖維細胞和MSCs 區分開來[24-26]，因此目前對于成纖維細胞的定義仍不明確，但已有一些標記物被用于成纖維細胞的鑒定[27-29]，如平滑肌肌動蛋白 （α-Smooth Muscle Actin， α-SMA）、I 型膠原（Collagen type I， COL-I）、波形蛋白 （Vimentin， VIM）、層黏連蛋白 （Laminin， LN） 和成纖維細胞特異性蛋白1 （Fibroblast-Specific Protein 1， FSP-1） 等。