中藥對骨髓基質(zhì)干細(xì)胞向神經(jīng)細(xì)胞分化影響的研究

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(山東中醫(yī)藥大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250355)

干細(xì)胞是一種具有高度自我更新能力和分化潛能的細(xì)胞群體，因而成為細(xì)胞治療的理想靶細(xì)胞。骨髓造血干細(xì)胞的研究成為早期干細(xì)胞研究的焦點，并且取得了巨大的成就。近些年的研究發(fā)現(xiàn)，骨髓中還存在一類骨髓基質(zhì)干細(xì)胞，這種細(xì)胞不僅可以分化為造血組織的細(xì)胞，還可以分化為中胚層和神經(jīng)外胚層組織來源的細(xì)胞。這類細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)及各項相關(guān)研究為缺血性腦損傷、帕金森綜合征、亨廷頓舞蹈癥、阿爾茨海默病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療帶來了希望。本文就祖國醫(yī)學(xué)以中藥制劑對骨髓基質(zhì)干細(xì)胞向神經(jīng)細(xì)胞分化影響的研究進(jìn)展作一概述。

1 骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)和分離方法

Friedenstein等[1]于1968年證實了骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的存在。在對全骨髓標(biāo)本的培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)了一些克隆性、成纖維樣生長的貼壁細(xì)胞，這些細(xì)胞就是骨髓基質(zhì)干細(xì)胞。1987年Friedenstein等[2]在塑料培養(yǎng)皿中培養(yǎng)骨髓單個核細(xì)胞時發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞在一定條件下可以分化為成骨細(xì)胞、成軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、成肌細(xì)胞等，這些細(xì)胞經(jīng)過20～30個培養(yǎng)周期后仍能保持其多向分化的潛能。由于骨髓中的這種多能細(xì)胞能夠分化為多種中胚層來源的間質(zhì)細(xì)胞,因而又被稱為間充質(zhì)干細(xì)胞。

骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的分離方法：(1)密度梯度離心法：根據(jù)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞與其它細(xì)胞的密度不同而采用percoll分層液將其分離出來。(2)貼壁篩選法：根據(jù)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞具有在塑料培養(yǎng)瓶中貼壁生長的特性對其進(jìn)行分離。(3)流式細(xì)胞儀分選法：根據(jù)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞體積小，相對缺少顆粒的特征對它進(jìn)行分選。(4)免疫磁珠分離法。

2 骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的生物學(xué)特征與鑒定

骨髓基質(zhì)干細(xì)胞具有很強(qiáng)的自我更新能力。生理狀態(tài)下，體內(nèi)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞增殖不明顯，但是在體外補(bǔ)充適量血清的培養(yǎng)液中，它們能貼壁生長，表現(xiàn)出旺盛的有絲分裂能力和增殖能力。到目前為止，還沒有特異性的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞表面標(biāo)記物被發(fā)現(xiàn)。一般認(rèn)為細(xì)胞表面蛋白如SH2、SH3、CD29、CD44、CD71、CD90、CD106、CD120、CD124等呈陽性，CD14、CD34、CD45造血譜系標(biāo)記陰性。由于骨髓基質(zhì)干細(xì)胞特有的標(biāo)記分子尚未篩選出來，所以現(xiàn)在只能通過培養(yǎng)過程中出現(xiàn)CD14、CD34和CD45的陰性反應(yīng)作為一定的參考依據(jù)。

3 中藥制劑對骨髓基質(zhì)干細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化的研究

大量實驗研究已經(jīng)證實骨髓基質(zhì)干細(xì)胞具有旺盛的分裂增生能力和多向分化潛能。體外培養(yǎng)的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞在不同誘導(dǎo)因素下可以向不同的譜系分化。尤其是隨著中藥提純技術(shù)的不斷改進(jìn)，祖國醫(yī)學(xué)在以中藥制劑作為誘導(dǎo)劑來治療疾病的研究方面有了一定的進(jìn)展。張進(jìn)等[3]用龜板水煎液誘導(dǎo)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞向神經(jīng)元樣細(xì)胞分化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞可轉(zhuǎn)化為神經(jīng)干細(xì)胞。董曉先等[4]用天麻注射液誘導(dǎo)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞分化為神經(jīng)元樣細(xì)胞。姚曉黎等[5]將含不同濃度黨參和黃芪血清DMEM用來誘導(dǎo)人的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞，經(jīng)免疫組化檢測和神經(jīng)分化的定量分析，證明用含黨參和黃芪的培養(yǎng)液體外可以誘導(dǎo)人的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞分化為神經(jīng)元樣細(xì)胞。

陸長青等[6]用含丹參注射液的L-DMEM培養(yǎng)基進(jìn)行誘導(dǎo)，以不含血清的L-DMEM培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)作為對照。經(jīng)觀察細(xì)胞的形態(tài)學(xué)變化和誘導(dǎo)后相關(guān)的指標(biāo)檢測，結(jié)果顯示丹參體外可以將骨髓基質(zhì)干細(xì)胞誘導(dǎo)分化為神經(jīng)元樣細(xì)胞。楊新文等[7]在體外用黃芪注射液成功將骨髓基質(zhì)干細(xì)胞誘導(dǎo)分化為神經(jīng)元樣細(xì)胞。人參注射液、刺五加注射液等均可作為誘導(dǎo)劑在體外誘導(dǎo)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞定向分化成神經(jīng)元樣細(xì)胞。

4 中藥制劑對骨髓基質(zhì)干細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化的作用機(jī)制

盡管中藥制劑作為誘導(dǎo)劑在骨髓基質(zhì)干細(xì)胞分化為神經(jīng)元細(xì)胞的研究中取得了顯著的成績，但是仍然存在著很多問題。其作用機(jī)制尚不完全清楚，目前認(rèn)為中藥制劑作為誘導(dǎo)劑的可能機(jī)制主要是抗氧化作用，實驗研究表明，骨髓基質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)中藥制劑誘導(dǎo)后，單一的向神經(jīng)細(xì)胞方向分化，細(xì)胞不僅在形態(tài)，而且在基因水平均發(fā)生了明顯的變化。

5 小結(jié)

中藥是祖國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的瑰寶，素有強(qiáng)身健體，滋陰壯陽等作用，中國傳統(tǒng)中藥的應(yīng)用歷史源遠(yuǎn)流長。中藥誘導(dǎo)具有鮮明的特色，近年來國內(nèi)學(xué)者在以中藥制劑誘導(dǎo)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞向神經(jīng)細(xì)胞分化方面取得了顯著的成績。但是仍然存在一些需要解決的問題：(1)實驗中的選藥依據(jù)；(2)有效成分的篩選；(3)確切的誘導(dǎo)機(jī)制等問題有待進(jìn)一步的解決。目前的研究大多數(shù)停留在實驗階段，怎樣才能更好的服務(wù)于臨床，相信隨著研究的不斷深入，中藥制劑誘導(dǎo)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞分化為神經(jīng)元的方法會越來越成熟。

[1]Transplantation：Friedenstein AJ, Petrakova KV, Kurolesova AI, et al. Heterotopic of bone marrow[J].Analysis of precursor cells,1968,6(2):230-247.

[2] Cell tissue kinet:Friedenstein AJ,Chailakhyan RK,Gerasimov UV.Bone marrow osteogenic stem cells:in vitro cultivation and transplantation in diffusion chambers[J].1987,20(3):263-272.

[3]張 進(jìn),徐志偉,補(bǔ)腎法誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞向神經(jīng)方向分化研究[J].現(xiàn)代醫(yī)院,2004,4(9):15-17.

[4]董曉先,劉金寶,董燕湘,等.天麻誘導(dǎo)骨髓間質(zhì)干細(xì)胞分化為神經(jīng)元樣細(xì)胞的實驗研究[J].中國中西醫(yī)結(jié)合雜志,2004,24(1):51-54.

[5]姚曉黎,劉衛(wèi)彬,柳太云,等.參芪液對成人骨髓間質(zhì)干細(xì)胞的誘導(dǎo)分化作用[J].中國神經(jīng)精神疾病雜志,2004,30(3):211-212.

[6]陸長青,王 勇,陳登榜,等.丹參誘導(dǎo)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞向神經(jīng)元樣細(xì)胞分化及相關(guān)基因的表達(dá)[J].四川解剖學(xué)雜志,2006,14(1):1-4.

[7]楊新文,王 勇.黃芪誘導(dǎo)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分化為神經(jīng)樣細(xì)胞[J].中國組織工程研究與臨床康復(fù),2008,12(25):4996-5000.