體外誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞向成纖維細(xì)胞分化的研究

摘要：成纖維細(xì)胞 （Fibroblast，F(xiàn)B） 在美容醫(yī)學(xué)和再生醫(yī)學(xué)中展現(xiàn)出前所未有的潛力，然而成纖維細(xì)胞的獲取以及數(shù)量有限是限制其臨床應(yīng)用的瓶頸。使用實(shí)驗(yàn)室自主設(shè)計(jì)的成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基DFM 誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞 （Mesenchymal Stem Cells， MSCs） 向成纖維細(xì)胞分化，并以誘導(dǎo)后的總細(xì)胞擴(kuò)增倍數(shù)、成纖維細(xì)胞相關(guān)基因和蛋白的表達(dá)以及細(xì)胞的遷移能力為指標(biāo)，建立了一個(gè)全面的分化效果評(píng)價(jià)體系。結(jié)果表明：成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基DFM 中細(xì)胞的累計(jì)擴(kuò)增倍數(shù)顯著高于對(duì)照組；成纖維細(xì)胞相關(guān)基因和蛋白的表達(dá)顯著高于對(duì)照組；細(xì)胞遷移能力也較對(duì)照組有顯著提升。

關(guān)鍵詞：成纖維細(xì)胞；間充質(zhì)干細(xì)胞；培養(yǎng)基；分化；細(xì)胞遷移

中圖分類(lèi)號(hào)：Q813.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

成纖維細(xì)胞 （Fibroblast，F(xiàn)B） 又名纖維母細(xì)胞，起源于胚胎中胚層的間充質(zhì)干細(xì)胞（Mesenchymal StemCells， MSCs），是結(jié)締組織中最常見(jiàn)的細(xì)胞類(lèi)型，幾乎在所有器官中都可以找到[1]。成纖維細(xì)胞在組織發(fā)育、維護(hù)和修復(fù)中發(fā)揮重要的作用。當(dāng)皮膚受損時(shí)，損傷部位細(xì)胞通過(guò)旁分泌及自分泌的方式，促進(jìn)相鄰組織中的成纖維細(xì)胞從G0 期進(jìn)入增殖期，從而增加傷口處成纖維細(xì)胞的數(shù)量[2]。成纖維細(xì)胞還可以通過(guò)自分泌的方式促進(jìn)膠原合成和成纖維細(xì)胞增殖[3]，并且它對(duì)保持皮膚彈性與韌性具有重要作用，在醫(yī)療領(lǐng)域也經(jīng)常被用于各種傷口的愈合治療[4-5]。

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

誘導(dǎo)MSCs 分化為成纖維細(xì)胞的方法主要分為兩種。一是二維培養(yǎng)的方法：通過(guò)向MSCs 的培養(yǎng)基中添加細(xì)胞因子[18]，或?qū)SCs 與其他細(xì)胞進(jìn)行共培養(yǎng)[19]，促使MSCs 向成纖維細(xì)胞分化；二是構(gòu)建相關(guān)立體支架結(jié)構(gòu)將MSCs 誘導(dǎo)分化為成纖維細(xì)胞[16-17]。其中添加細(xì)胞因子可以為MSCs 向成纖維細(xì)胞的分化提供合適的培養(yǎng)條件。在培養(yǎng)基中，影響細(xì)胞生長(zhǎng)分化的主要因素有微量元素、維生素、激素和細(xì)胞因子等。

研究表明，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 （Transforming GrowthFactor-β， TGF-β）、結(jié)締組織生長(zhǎng)因子 （ConnectiveTissue Growth Factor， CTGF）、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子 （Basic Fibroblast Growth Factor， bFGF）、表皮生長(zhǎng)因子 （Epidermal Growth Factor， EGF） 等細(xì)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(jù)細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞標(biāo)記、分化潛能或免疫調(diào)節(jié)特性，難以將成纖維細(xì)胞和MSCs 區(qū)分開(kāi)來(lái)[24-26]，因此目前對(duì)于成纖維細(xì)胞的定義仍不明確，但已有一些標(biāo)記物被用于成纖維細(xì)胞的鑒定[27-29]，如平滑肌肌動(dòng)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(xì)胞特異性蛋白1 （Fibroblast-Specific Protein 1， FSP-1） 等。